陀螺为什么会转
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问题一:陀螺为什么转而不倒 当一个力学系统(物体)受到数力的作用,若其合力(大小、方向)为零,且各力对任一点之力矩和亦为零时,就称此力学系统是处於平衡状态。换言之,当物体呈现一种「动者恒动、静者恒静」的状态时,即可称之为「平衡」。物体在很多情况下都能呈现互衡状态,不只是在静止的时候,当它在动的时候也会达到平衡(包括星体的运行也是),有些平衡状态能持久,而有些只是短暂现象。一般而言,静态的平衡大多属於稳定平衡,动态的平衡则多属於不稳定平衡;当陀螺受力旋转时,因各方向离心力总和达到平衡,因此陀螺能暂时用轴端站立,保持平衡现象,接著受到空气阻力、地面摩擦、或陀螺重心问题等各因素的影响,使其旋转的力道逐渐减弱,等到旋转的动力消失时,陀螺也跟著左摇右晃的倒了下来。因此,如何制作挑选好的陀螺、拿捏抛掷的力道与掌握要诀,让陀螺抛得更准,转得更久,便成为玩陀螺者挑战的终极目标。
你应该换个角度思考问题
物理学家拿出一个陀螺,放在地上转一下,并开始用鞭子使劲抽打它,随着陀螺越转越快,陀螺也像不倒翁一样,虽然只有一个尖着地,却左右摇摆而不肯倒下。这就是陀螺效应:旋转的物体有保持其旋转方向(旋转轴的方向)的惯性
陀螺的实验告诉我们,高速旋转的东西有一个特性,就是它能保持转轴的方向不变,陀螺的这个倔脾气就叫陀螺的稳定性。陀螺转起来以后总是保持着转轴向上,虽然它脚下很尖却也不倒
问题二:陀螺为什么会旋转? 你问的应该是陀螺为什么不倒吧?它旋转是因为你开始给他一个转动速度,他不倒下是因为转动具有保持转动方向不变的属性。上大学就会明白。
问题三:陀螺为什么会转起来 重心加平衡
问题四:为什么旋转的陀螺能直立不倒 如果倒了,角动量就不守恒了,角动量是个矢量,带方向的。
但陀螺最后还是会倒的,转动时由于摩擦力的存在,能量会有损耗。
我觉得悠扬的说法有些不对。正如lz自己所问,质心的圆周运动应该在水平面内,而竖直的重力不可能有水平分量来提供向心力。我觉得只考虑质心的话,这里应该是由合力提供向心力的,因为在支点处还有支持力和摩擦力。
考虑陀螺旋转时,当然不能当作质点。悠扬所说的自转轴绕另一转动轴转动,这种现象即进动。一般我们不会用向心力来解释它,而是用力矩。由于自转轴不是完全竖直,重力对支点有一力矩。如果陀螺开始时是静止的话,这个力矩的效果就是使陀螺倒下来。当陀螺高速转动时,陀螺本身具有一角动量,而这个力矩的结果是改变了角动量的方向,即陀螺的自转轴转过一定角度。
讲的简单一些,在旋转过程中,重力去做了另外一件事(让陀螺进动),所以陀螺就不会倒了。这就好比卫星在轨道上时,万有引力是让它旋转而不是掉下来,这是类似的。
具体没有图很难讲清楚。。。lz既然这么有兴趣,可以找一些大学的物理书来看,一般在转动那一章里都有讲的
问题五:陀螺怎么才能转起来 ]@]@]
@一个固定了旋心并倾斜旋转的陀螺受到两个旋矩的作用,一个是重力旋矩,另一个是使陀螺旋转与水平面平行的旋矩,在这两个旋矩的作用下又产生了绕心进动的旋矩。在这里旋矩等于向心加速度乘以旋臂。
因为重力旋矩和让陀螺旋转的旋矩都是向心作用的,但它们的作用方向却成90度角的同心垂直交叉作用。可以建矢量坐标来表示重力旋矩和与水平面平行的旋矩的大小,垂直方向的为重力旋矩,与水平面平行的为陀螺旋转的旋矩。
当使陀螺旋转的旋矩等于陀螺固定的最大重力旋矩时,它们的向心作用点就会在同一点上,这时陀螺的旋转就会形成以陀螺旋转的旋矩大小为半径的扩大了的球形旋转,而按球形球面的任意一点到球心的向心旋矩是相等的来分析,实际上旋矩的作用就是平衡了重力旋矩的作用而使陀螺竖立不倒。还有重力旋矩的作用中心是始终指向球心的,不管以旋矩形成的球形有多大,就会有以这球形半径的大小为力臂而形成的重力旋矩。
而当陀螺旋转的旋矩小于固定了旋心的陀螺重力旋矩时,它们的向心作用点就不在同一点上,此时陀螺脚到陀螺旋心的重力旋矩就会倒下直到和旋转的旋矩平衡相等并同心垂直交叉为止,即重新形成以这陀螺旋矩大小一样的重力旋矩和以这旋矩为半径的球形旋转,同时也形成了以陀螺脚为周转中心的绕心旋矩,这就是陀螺为什斜着旋转不会倒下的原理。
按上面的定量分析可知,在矢量坐标图里,AB为固定了旋心时陀螺竖直旋转的重力旋矩,它等于陀螺的旋心到陀脚底的距离乘以重力加速度g,BC为陀螺倾斜旋转时与水平面垂直的重力旋矩,它和陀螺倾斜旋转时与水平面平行的旋矩相等,等于BC的长乘以重力加速度g。
另外陀螺在倾斜旋转时由于和水平面平行的旋矩与重力旋矩BC平衡相等,故和水平面平行的旋矩的向心加速度等于重力旋矩BC除以陀螺水平旋转的实际半径长。这样在这里又可根据计算出来的向心加速度通过向心加速度的公式计算出陀螺在斜转时圆周切点的水平线速度。
还有当陀螺水平旋转的旋矩小于陀螺竖直旋转固定的重力旋矩而大于0时,陀螺绕心进动的旋矩为AC,它的向心加速度等于旋矩AC除以旋臂的长(即AC的长)。
这样按以上的条件分析,在这里就可以通过建立的旋矩矢量坐标图,用几何力学的方法,以三角函数计算出按旋转的旋矩与重力的旋矩交叉垂直作用时陀螺的旋心到陀脚AB线与水平面所形成的角度,并可计算出陀螺绕心进动的周转速度了。
具体的计算为,通过三角函数正弦的计算式sinA=BC/AB来计算陀螺的旋心到陀脚AB线与水平面所形成的角度,然后再按三角函数余切的计算式ctgA=AC/AB求出陀螺绕心进动的旋矩AC。
另外再根据绕心的向心加速度等于旋矩AC除以旋臂的长(即AC的长,AC的长=ctgA*AB的长)求出绕心的向心加速度,再根据向心加速度的大小及AC的长(绕心半径)通过向心加速度的公式即可求出绕心进动周转的线速度。
问题六:为什么高速旋转的陀螺不会倒? 由于向心力的作用保持了平衡 旋转的陀螺在倾斜时,由于只受到重力矩(经过质心)的作用,而相对于进动的中间轴,由“右手定则”可知这个重力矩是始终与陀螺的旋转轴垂直的,故该重力矩不改变陀螺的转动速度,只改变它的旋转轴的方向,使旋转轴绕中间轴转动,而不会马上倒下。 当陀螺“高速”旋转时,它的角速度很高,进动现象不明显,低速时则明显很多。 由于本人水平有限,可能说不怎么清楚,您可以去查阅高等教材中关于“刚体转动”的内容,里面有详细介绍,而且有配图解释。我推荐哈尔滨工业大学新编的《大学物理》。
你应该换个角度思考问题
物理学家拿出一个陀螺,放在地上转一下,并开始用鞭子使劲抽打它,随着陀螺越转越快,陀螺也像不倒翁一样,虽然只有一个尖着地,却左右摇摆而不肯倒下。这就是陀螺效应:旋转的物体有保持其旋转方向(旋转轴的方向)的惯性
陀螺的实验告诉我们,高速旋转的东西有一个特性,就是它能保持转轴的方向不变,陀螺的这个倔脾气就叫陀螺的稳定性。陀螺转起来以后总是保持着转轴向上,虽然它脚下很尖却也不倒
问题二:陀螺为什么会旋转? 你问的应该是陀螺为什么不倒吧?它旋转是因为你开始给他一个转动速度,他不倒下是因为转动具有保持转动方向不变的属性。上大学就会明白。
问题三:陀螺为什么会转起来 重心加平衡
问题四:为什么旋转的陀螺能直立不倒 如果倒了,角动量就不守恒了,角动量是个矢量,带方向的。
但陀螺最后还是会倒的,转动时由于摩擦力的存在,能量会有损耗。
我觉得悠扬的说法有些不对。正如lz自己所问,质心的圆周运动应该在水平面内,而竖直的重力不可能有水平分量来提供向心力。我觉得只考虑质心的话,这里应该是由合力提供向心力的,因为在支点处还有支持力和摩擦力。
考虑陀螺旋转时,当然不能当作质点。悠扬所说的自转轴绕另一转动轴转动,这种现象即进动。一般我们不会用向心力来解释它,而是用力矩。由于自转轴不是完全竖直,重力对支点有一力矩。如果陀螺开始时是静止的话,这个力矩的效果就是使陀螺倒下来。当陀螺高速转动时,陀螺本身具有一角动量,而这个力矩的结果是改变了角动量的方向,即陀螺的自转轴转过一定角度。
讲的简单一些,在旋转过程中,重力去做了另外一件事(让陀螺进动),所以陀螺就不会倒了。这就好比卫星在轨道上时,万有引力是让它旋转而不是掉下来,这是类似的。
具体没有图很难讲清楚。。。lz既然这么有兴趣,可以找一些大学的物理书来看,一般在转动那一章里都有讲的
问题五:陀螺怎么才能转起来 ]@]@]
@一个固定了旋心并倾斜旋转的陀螺受到两个旋矩的作用,一个是重力旋矩,另一个是使陀螺旋转与水平面平行的旋矩,在这两个旋矩的作用下又产生了绕心进动的旋矩。在这里旋矩等于向心加速度乘以旋臂。
因为重力旋矩和让陀螺旋转的旋矩都是向心作用的,但它们的作用方向却成90度角的同心垂直交叉作用。可以建矢量坐标来表示重力旋矩和与水平面平行的旋矩的大小,垂直方向的为重力旋矩,与水平面平行的为陀螺旋转的旋矩。
当使陀螺旋转的旋矩等于陀螺固定的最大重力旋矩时,它们的向心作用点就会在同一点上,这时陀螺的旋转就会形成以陀螺旋转的旋矩大小为半径的扩大了的球形旋转,而按球形球面的任意一点到球心的向心旋矩是相等的来分析,实际上旋矩的作用就是平衡了重力旋矩的作用而使陀螺竖立不倒。还有重力旋矩的作用中心是始终指向球心的,不管以旋矩形成的球形有多大,就会有以这球形半径的大小为力臂而形成的重力旋矩。
而当陀螺旋转的旋矩小于固定了旋心的陀螺重力旋矩时,它们的向心作用点就不在同一点上,此时陀螺脚到陀螺旋心的重力旋矩就会倒下直到和旋转的旋矩平衡相等并同心垂直交叉为止,即重新形成以这陀螺旋矩大小一样的重力旋矩和以这旋矩为半径的球形旋转,同时也形成了以陀螺脚为周转中心的绕心旋矩,这就是陀螺为什斜着旋转不会倒下的原理。
按上面的定量分析可知,在矢量坐标图里,AB为固定了旋心时陀螺竖直旋转的重力旋矩,它等于陀螺的旋心到陀脚底的距离乘以重力加速度g,BC为陀螺倾斜旋转时与水平面垂直的重力旋矩,它和陀螺倾斜旋转时与水平面平行的旋矩相等,等于BC的长乘以重力加速度g。
另外陀螺在倾斜旋转时由于和水平面平行的旋矩与重力旋矩BC平衡相等,故和水平面平行的旋矩的向心加速度等于重力旋矩BC除以陀螺水平旋转的实际半径长。这样在这里又可根据计算出来的向心加速度通过向心加速度的公式计算出陀螺在斜转时圆周切点的水平线速度。
还有当陀螺水平旋转的旋矩小于陀螺竖直旋转固定的重力旋矩而大于0时,陀螺绕心进动的旋矩为AC,它的向心加速度等于旋矩AC除以旋臂的长(即AC的长)。
这样按以上的条件分析,在这里就可以通过建立的旋矩矢量坐标图,用几何力学的方法,以三角函数计算出按旋转的旋矩与重力的旋矩交叉垂直作用时陀螺的旋心到陀脚AB线与水平面所形成的角度,并可计算出陀螺绕心进动的周转速度了。
具体的计算为,通过三角函数正弦的计算式sinA=BC/AB来计算陀螺的旋心到陀脚AB线与水平面所形成的角度,然后再按三角函数余切的计算式ctgA=AC/AB求出陀螺绕心进动的旋矩AC。
另外再根据绕心的向心加速度等于旋矩AC除以旋臂的长(即AC的长,AC的长=ctgA*AB的长)求出绕心的向心加速度,再根据向心加速度的大小及AC的长(绕心半径)通过向心加速度的公式即可求出绕心进动周转的线速度。
问题六:为什么高速旋转的陀螺不会倒? 由于向心力的作用保持了平衡 旋转的陀螺在倾斜时,由于只受到重力矩(经过质心)的作用,而相对于进动的中间轴,由“右手定则”可知这个重力矩是始终与陀螺的旋转轴垂直的,故该重力矩不改变陀螺的转动速度,只改变它的旋转轴的方向,使旋转轴绕中间轴转动,而不会马上倒下。 当陀螺“高速”旋转时,它的角速度很高,进动现象不明显,低速时则明显很多。 由于本人水平有限,可能说不怎么清楚,您可以去查阅高等教材中关于“刚体转动”的内容,里面有详细介绍,而且有配图解释。我推荐哈尔滨工业大学新编的《大学物理》。
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