旋转的东西为什么不倒
A. 为什么陀螺旋转时不倒
一个力学物体受到数力的作用,若其合力的大小、方向为零时,且各力对任意一点之力矩和也为零时,就称此力学系统是处于平衡状态。换言之,当物体呈现一种动者恒动、静者恒静的状态时,就叫平衡。物体在很多情况下都能呈现平衡状态,不只是在静止的时候,当它在动的时候也会达到平衡。有些平衡状态能持久,而有些只是短暂现象。一般而言,静态的平衡大多属于稳定平衡,动态的平衡则多属于不稳定平衡;当陀螺受力产生旋转时,因各方向离心力总和达到平衡,因此陀螺能暂时站立旋转不倒,保持平衡现象,加上空气阻力、地面摩擦、或陀螺重心问题等各种因素的影响,使其旋转的力道逐渐减弱,等到旋转的动力消失时,陀螺也跟着左摇右晃的倒了下来。
B. 旋转的陀螺为什么不倒
简单地说:旋转的陀螺不倒是离心力抗衡重力矩运动,不论陀螺是左旋还是右旋,只要进动与自转的角速度差的平方,大于陀螺的重力就能维持力平衡运动不倒,目前只是观点性见解,还不是理论性的说明。
旋转的复合陀螺是由若干个对称水平公转又自转的陀螺组成,公转轴垂直,自转轴既自转又水平公转,公转离心力与自转离心力的矢量和是失重,即上面的公转与自转方向相同就是失重运动,二者相反就是超重运动。
自行车转弯时产生重力矩是它不倒的原因,旋转的陀螺为什么不倒与转弯运动的自行车为什么不倒的原理相同,差别是旋转的陀螺减少重量自行车增大重量。概括地说,在力平衡中运动,在运动中平衡。
我在书库里找不到。专家们为什么也不知道?离心力抗衡重力矩运动这个问题非常重要无人研究!天体偏斜运动所表现了物质真实灵魂,旋转的陀螺表现了物质真实灵魂,悬浮陀螺就是失重陀螺。
陀螺进动公转旋转方向与自转旋转方向一致,进动公转与自转的角速度方向一致具有内在本质必然性。我的猜想是:公转与自转的角速度方向相同失重,公转与自转的角速度方向相反超重。
C. 陀螺仪为何旋转不倒,原理是什么
想必陀螺我们每一个人都玩过,我还记得小的时候玩无论怎么旋转它都不会倒,当时我们很多小孩子都围在一起玩耍陀螺,其实这还是有一定的科学依据的,今天我们就来讲一讲陀螺仪到底是怎么回事吧?为什么它不会倒呢?
比如我们造的飞机,其中飞行过程中遇到的重心以及压力问题,就是通过陀螺仪的这一原理来解决的,同时,就像现在我们很多人都在玩的VR视觉感应技术,它也是运用了陀螺仪的原理,通过一个中心的支点支撑着整个陀螺的高速旋转,其次就是惯性了,好比我们在打篮球打羽毛球的时候,当羽毛球上升到高空之中它就会高速的旋转,最后根据地球的引力而降落到地面,这还是一个比较专业的物理问题的。
D. 陀螺旋转为什么不倒
简单地说:旋转的陀螺不倒是离心力抗衡重力矩运动,不论陀螺是左旋还是右旋,只要进动与自转的角速度差的平方,大于陀螺的重力就能维持力平衡运动不倒,目前只是观点性见解,还不是理论性的说明。 旋转的复合陀螺是由若干个对称水平公转又自转的。
E. 陀螺不倒的原理
原理
陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”,一面围绕垂直轴作“进动”。也即陀螺并非垂直立于地面之上,而是对地面法线有一定的偏离,向地面有一些倾斜。
所以重力对陀螺的力矩不为零,而陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用,所以陀螺在旋转时不会倒向地面。陀螺围绕自身轴线作“自转”的快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,因而稳定性也就越好。
(5)旋转的东西为什么不倒扩展阅读:
陀螺的应用
1、激光陀螺:是一种较为先进的陀螺仪,其原理是利用旋转时环型激光器发出的两道光束之间的频率差来测定角度、方位等。激光陀螺仪被用于舰船、飞机等的导航和跟踪。
2、光纤陀螺仪:光纤陀螺是继激光陀螺后的新一代陀螺仪,其原理类似于激光陀螺仪,但与激光陀螺仪相比,光纤陀螺仪没有闭锁问题,也不用在石英块精密加工出激光,成本较低。各国都在努力研发光纤陀螺仪。
F. 陀螺旋转时不倒的原理是什么
陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”,一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,因而稳定性也就越好。这和人们骑自行车的道理差不多。其中不同的是,一个是作直线运动,一个是作圆锥形的曲线运动。陀螺高速自转时,在重力偶作用下,不沿力偶方向翻倒,而绕道支点的垂直轴作圆锥运动的现象,就是陀螺原理。
G. 陀螺旋转的时候为什么不会倒
简单地说:旋转的陀螺不倒是离心力抗衡重力矩运动,不论陀螺是左旋还是右旋,只要进动与自转的角速度差的平方,大于陀螺的重力就能维持力平衡运动不倒,目前只是观点性见解,还不是理论性的说明。
陀螺进动公转旋转方向与自转旋转方向一致,进动公转与自转的角速度方向一致具有内在本质必然性。我的猜想是:公转与自转的角速度方向相同失重,公转与自转的角速度方向相反超重。
H. 为什么高速旋转的陀螺不会倒
质点的运动 陀螺受到重力与支点的反作用力共同作用,将产生如下的运动。上沿质点m产生向右垂直于自转平面的加速度a,同时下沿质点向左出现加速度a。 根据牛顿第二定律,f=ma,既然有加速度,必然存在同方向的力f,因此陀螺的旋转盘受到了力偶MgL的作用,产生了以直径为轴的翻转。 外力矩=MgL 陀螺的下倒实际上就是圆盘在MgL的作用下,出现以图中H为轴的翻转。 (定义陀螺自转轴方向为轴向) 由于圆盘翻转,质点m在不同的位置获得不同的轴向加速度,12、6点处值最大为A,方向相反,t时刻为a=Asin(ωt)。其所受力为f=ma=m Asin(ωt),mA=F,因此f=Fsin(ωt)。 由于圆盘自身以角速度ω自转,因此可知,质点m在轴向受到周期性力f的作用。受力(加速度) 简协受迫振动 建立以圆盘中心为原点、与圆盘自转速度相同的旋转坐标系,在此坐标系内观察圆盘中心与质点m连线的运动,可以发现这是一个以R为摆长,质点m为摆锤,受周期力f=Fsin(ωt)作用的单摆。其摆动周期为2π/ω。 质点m作受迫振动。 关于单摆,摆锤的受力与运动的关系可以叙述为: 摆锤受力最大时,其运动速度最小(瞬间静止);摆锤受力最小时(f=0),其运动速度最大,此时质点处于3、9点位置,运动速度就是陀螺以12、6连线为轴翻转时边缘的最大线速度,与圆盘半径的比值就是进动角速度。 因此,质点m在轴向的速度变化始终比加速度落后90度。 即f(t)=Fsin(ωt) a(t)=f/m=Fsin(ωt)/m v(t)=Fsin(ωt+π/2)/mω=Fcos(ωt)/mω 分析 圆盘上所有质点都遵循着简谐振动的规律。 质点速度(运动)分布见图 质点m在运行一周的过程中,12、6两处受力最大但速度为0,3、9两处速度最大但受力为0,因此,质点每运行一周,其运动轨迹将沿竖向轴偏转一个角度。 圆盘上所有质点以3、9连线为轴,上下两半部分运动相互抵消,因此圆盘不出现以3、9连线为轴的翻转。(定轴性) 所有质点以12、6连线为轴,分左右两部分,运动方向相反,运动效果累加,因此圆盘整体将以12、6连线为轴,出现翻转。(进动性) 、继续深入 揭开陀螺问题的关键,在于将陀螺的下倒理解为旋转盘的翻转(自转轴方向变化),陀螺上的质点在做高速圆周运动的同时,在轴向出现高频振荡。从而引起上述分析结果。 下面进行定量分析 六、受力与运动分析 质点m受周期力f=Fsin(ωt)作用,周期为2π/ω。根据以上分析: 在6、12点处加速度最大,A=F/m,但运动速度为0; 在3、9点位置,其受力(加速度)为0,速度最大(也就是摆锤到最低点,f=0,a=0) I……圆盘转动惯量(以直径为轴,上图的3、9连线) Q……外力矩 α……角加速度 根据刚体转动定律有 α=Q/I 12点处的加速度A=αR=QR/I; 质点受力F=mA=mQR/I……(1) 质点m自此点开始,旋转至9点处,时间t=π/2ω,f=Fcos(ωt),此时速度为: v=Fsinωt/(mω)=F/(mω) v是质点到9点时,离开原自转平面的速度,也就是圆盘以12、6为轴翻转时9点的线速度,因此圆盘以竖直轴翻转的角速度: Ω=v/R=F/(Rmω)……(2) 将(1)代入(2)得: Ω=mQR/IRmω=Q/Iω……(3) 具体到实际的陀螺,外力矩Q=MgL,其进动角速度 Ω=Q/Iω=MgL/Iω……这刚好是我们熟悉的进动角速度公式。 终于将角动量守恒和f=ma联系起来,为矢量叉乘的方向问题找到了理论依据,纯粹从力与运动的角度揭开了“陀螺不倒”秘密。 事情还没有结束,由此引出的问题或许更为艰难: 对一个特定环境下的特定的陀螺,外力矩MgL和自转角速度ω都存在一个临界值,外力矩一定时自转角速度必然有个最小值、自转角速度一定时外力矩必然有个最大值,在此范围内陀螺作规则运动,一旦越界,陀螺将不能保持平衡而倾倒,这个临界值如何确定???? 质点受迫振动的运动方程是常微分方程,尤其是阻尼振动,更加复杂,与椭圆积分有关。(1888年索非亚就是利用椭圆积分解决的陀螺问题,不知具体内容,或者我正在她走过的路的起点上?) 以下摘录有关资料上的几段话: “上式是振动系统的振动特性与驱动力间的关系式,称为频率特性。注意到其第一项是随时间衰减的,在经过一段时间之后这一项将衰减到可以忽略的程度,这个衰减过程常称为系统的过渡过程,最后仅剩下第二部分。因此我们也可只讨论第二部分的特性。” 这里似乎论述的是“章动”。 “综上所述,受驱单摆的运动状态有如下特点: ⑴在小驱动力下,单摆作规则的周期运动。当驱动力矩增加到某—临界值时,单摆从周期的运动状态进入随机运动状态,这种状态常被称为混沌。” 这也许就是我们希望找到的“最大外力矩的临界值”。 “设驱动力振幅F保持常数,而驱动力频率n由小到大值缓慢增加,这时振幅逐渐增加,即共振点由1运动至2。然而在到达点2后,如再继续增加n值,则振幅A发生向上跳变,由点2跳到点3,并伴随着解x的相位反相。再继续增加n值,则振幅逐渐减少。当n值由大到小减少时,开始振幅逐渐递增加,在到达点4后,再继续减小n值时,振幅又发生一次跳变到低值,振幅由4一下跳到最低值,同时振动相位又将出现一次反相。” 这应该就是“最小自转角速度的临界点”
I. 陀螺不倒的原理是什么百度百科里看不懂
陀螺不倒的原理是陀螺在旋转的时候,一面围绕本身的轴线作“自转”,一面围绕垂直轴作“进动”。使得陀螺并非垂直立于地面之上,而是对地面法线有一定的偏离,向地面有一些倾斜。所以重力对陀螺的力矩不为零,陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用,使陀螺在旋转时不会倒。
(9)旋转的东西为什么不倒扩展阅读:
陀螺围绕自身轴线作“自转”的快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,因而稳定性也就越好。而且陀螺的外形也对陀螺的进动有影响。
陀螺形状上半部分为圆形,下方尖锐。从前多用木头制成,现代多为塑料或铁制。玩时可用绳子缠绕,用力抽绳,使直立旋转。或利用发条的弹力旋转。传统古陀螺大致是木或铁制的倒圆锥形,玩法是用鞭子劈。现代已有用发射器发射的陀螺。
J. 用物理学原理解释旋转的陀螺不倒的原因
由于旋转的物体有使转轴的方向保持不变的特性,转动得越快,越不容易改变轴的方向。假如陀螺不转,就会倾倒,因为静止不动陀螺的尖下面只有一个支点,因为重力对这一个支点有力矩,陀螺会围绕这个支点向下倾倒。假如给陀螺施加一个外力,使陀螺快速旋转,陀螺就不会倒下了,高速旋转的陀螺可以保持转轴的方向不变,这就是陀螺的稳定性。
---引子ミ小潴/aiq
2008-08-22
19:54
陀螺转而立,不转而不立的原理是什么?