旋转吧,陀螺!
2022-05-30徐杰
阅读(科学探秘) 2022年10期
徐杰
陀螺是小朋友们十分熟悉的玩具,风靡全世界。陀螺里有着大学问:由它衍生出的陀螺仪最早用于航海导航;随着科学技术的发展,陀螺仪在航空和航天领域中也得到广泛应用。
有一种“倒立陀螺”小玩具,将陀螺旋转之后,没多久,就会倒立过来旋转。这又是为什么呢?让我们来做个小实验吧。
实验材料
乒乓球、竹筷、热熔胶、熟鸭(鸡)蛋。
实验步骤
1.将乒乓球上半部约四分之一裁剪掉。
2.用热熔胶把一小段竹筷黏在乒乓球底部中央。
3.在乒乓球底部绘上喜欢的图案,倒立旋转时就可以看到旋转的图案了。
科学原理
倒立陀螺的球体由于缺了一部分(上半部),因此重心比球心略低一些。转动时,由于球面与地面的接触点不是转动轴,这就会使接触点产生滑动。由于接触点进行滑动而产生了摩擦力,此摩擦力便成了使陀螺倒立所需的力矩。
当我们将熟鸭(鸡)蛋平放后快速旋转时,就会发现:熟鸭(鸡)蛋不会保持平躺,而是豎立起来旋转!让熟鸭(鸡)蛋竖立旋转之后,抓住熟鸭(鸡)蛋直接将接触桌面旋转的那一端蛋壳敲破,会发现这就是有气室的一端。其原因就和倒立陀螺的原理一样。熟鸭(鸡)蛋的气室如同图中倒立陀螺的上半部,使得重心较为远离旋转中心,因而会造成同样效果的旋转现象。