旋（xuán）轉陀螺不倒的原理

對於一個旋轉的陀螺體係,如果不發生偏轉(左側),不論脫落是否旋轉都可以保持穩定,這顯而易（yì）見（jiàn）的,但是實際生活中旋轉的陀螺總會遇到(微小)擾動導致出現（xiàn）右側的情形.一個很小的擾動導致陀螺偏轉了θ角,請理解這個θ非常微小.這個擾動可以是一陣微風（fēng）,一個震動,桌麵（miàn）的摩擦力變化等等,都可以導致出現一（yī）個這樣的偏轉.

假設陀螺旋轉的速度不變,通過對比左（zuǒ）右兩（liǎng）圖,發現上述體係發生（shēng）了變化,(為了方便觀察我把θ角畫得很（hěn）大),你（nǐ）會發現雖（suī）然轉動陀螺上所有的質點的旋（xuán）轉絕對（duì）速度沒有變(桌麵參照係),但是速度方向已經從水平變成（chéng）帶有斜向的角度（dù）,這（zhè）個可以想象一下圖中黑點的狀態.

速度方向變化將導致整個陀螺旋（xuán）轉的角動量(矢量)發（fā）生改變,沿垂直方（fāng）向的分量減小,根據角（jiǎo）動量守（shǒu）恒(和轉速相（xiàng）比,這是一個很小的θ),陀螺將保持這部分旋轉的（de）角動量,產生（shēng）一個圍繞垂直軸的公轉,維持了這（zhè）部分減小的角動量,維持了角動（dòng）量守（shǒu）恒,新產生的扭矩（jǔ）平衡掉了重力的扭矩和離心（xīn）力。

因此陀螺偏置後必須發（fā）生公轉（zhuǎn）才能保持穩定,而且從上圖中看出,黑點越重,轉速越快陀螺越穩定.這是為什麽很多好的陀螺設計成下麵這（zhè）個樣子:

隻需（xū）要保證質心在中（zhōng）間（jiān）(軸對稱即可),外圍盡可能增加配重,這（zhè）樣發（fā）生偏轉角動量就多一些,公轉速度也會加快,能夠快速拜托微小擾動回歸（guī）垂直狀態.