旋轉陀螺不倒（dǎo）的原理（lǐ）

對（duì）於一個旋轉的陀螺體係,如果不發生偏轉(左側),不（bú）論脫落是否旋轉都可以保持穩定,這顯（xiǎn）而易見的,但是實際生活中旋轉的（de）陀螺總會遇到(微小)擾（rǎo）動導致出現右側的情形.一個很小的（de）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（dòng）可以是一陣微風,一個震動,桌麵的摩擦力變化（huà）等等,都可以導致出現一個這樣的偏轉.

假設陀螺旋轉的速度（dù）不變,通過對比左右兩圖（tú）,發現上述體係發生了變化,(為了（le）方便（biàn）觀察我把θ角畫得（dé）很大),你會發現雖然轉動陀螺（luó）上所（suǒ）有的質點的（de）旋轉絕對速度沒有變(桌麵參照係),但是速度（dù）方向已經從水平變成帶有斜向的角度,這個可以想象一下圖中（zhōng）黑點的（de）狀態.

速度方向（xiàng）變化將導致整個陀螺（luó）旋轉的角動量(矢（shǐ）量)發生改變,沿（yán）垂（chuí）直方向的（de）分量減小,根據角動量（liàng）守恒(和轉速相（xiàng）比,這是一個（gè）很小的θ),陀螺將保持這部分旋轉的角動量,產生一個圍繞垂直軸的公轉,維持（chí）了（le）這部（bù）分減小（xiǎo）的（de）角動量,維持了角動量守恒,新產生的扭矩平衡掉了（le）重力的扭矩和離心力。

因此陀（tuó）螺偏置後必須發生公轉才能保（bǎo）持（chí）穩定,而且從上圖（tú）中看出,黑點越重,轉速越（yuè）快陀螺越穩定.這是為什麽很多（duō）好的陀螺設計成下麵這個樣子:

隻需要保（bǎo）證質心在中間(軸對稱即可（kě）),外圍盡可能增加配重,這樣發生偏轉角動（dòng）量就多一些,公轉速度也會（huì）加快,能夠（gòu）快速拜托微小（xiǎo）擾動回歸垂直狀態.