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第36章 陀螺旋转的时候为什么不会倒?

在小时候绝大多数人曾经玩过陀螺,但是恐怕没有多少人能够正确地回答这个问题,为什么一个直立着转甚至歪斜着转的陀螺会出乎意料地不倒呢?陀螺的原理很不简单,这里不打算深入研究,只谈一谈旋转着的陀螺能够不倒的基本原因。

一个旋转着的陀螺。如果你在它边上做一个记号“A”,在它对面再另外做个记号“B”。A的部分在离开你,而B的部分在向着你转过来。现在再看,当你把陀螺的轴向你自己这一面侧倒的时候,这两部分会是什么样的运动。你这样推它,就是使A的部分的运动向上斜,B的部分的运动向下斜,使这两部分都得到一种跟自己本来的运动成直角的推动。可是,陀螺在很快旋转的时候,它的圆周速度非常大,而你推它的时候所给它的那个速度却很小。一个小速度和一个大速度结合而成的速度,自然跟圆周的大速度相差不大,所以陀螺的运动几乎没有改变。陀螺好像抵抗着一切想把它推倒的力。同时陀螺越重转得越快,就越能顽强地抵抗推倒它的力。这就是陀螺能够不倒的原因。

这个解释,在本质上同惯性定律有直接关系。陀螺上的每一个点,都在一个跟旋转轴垂直的平面里沿着一个圆周转。按照惯性定律,每一个点随时都竭力想使自己沿着圆周的一条切线离开圆周。可是所有的切线都同圆周本身在同一个平面上。因此,每一个点在运动的时候,都竭力想使自己始终留在跟旋转轴垂直的那个平面上。

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