旋轉（zhuǎn）陀螺不倒的原理

對於一個旋轉的陀螺體係（xì）,如果不發生偏轉（zhuǎn）(左側（cè）),不論脫落是否旋轉都可以保持穩定,這顯而（ér）易見（jiàn）的,但是實際生活中旋轉的陀螺總會遇到(微小)擾動導（dǎo）致出現右側的情形.一個很小的擾動導致陀螺偏轉了θ角,請理解這個θ非常微小.這個擾（rǎo）動可（kě）以是一陣微風,一個震動,桌麵的摩擦力變化等（děng）等,都可以導致出現一個這樣的（de）偏轉.

假設陀螺旋轉的（de）速度（dù）不變,通過對比左右兩圖,發現上述體係發生了變化,(為了方便觀察我把θ角畫得很大),你會發現雖然轉動陀（tuó）螺上所有（yǒu）的質點的（de）旋轉（zhuǎn）絕對速度沒有變(桌麵參照係),但是（shì）速度方向已經從（cóng）水平變成帶有斜向的角度,這個可以想象一下圖中黑（hēi）點的狀態.

速度（dù）方向變化將（jiāng）導致整個陀螺旋（xuán）轉的角動量(矢量)發（fā）生改變,沿垂直方向的分量減小,根據角動量守恒(和轉速相比,這是一個很小的θ),陀螺將保持這部分旋轉的角動量,產（chǎn）生一個圍繞垂直（zhí）軸的公轉,維持了這（zhè）部分減小的角動量,維持了角（jiǎo）動量守恒,新產生的扭矩平衡掉了重力的扭矩和離心力。

因此（cǐ）陀螺偏置後必須發生（shēng）公轉才能保（bǎo）持穩定,而且從上圖中看出,黑點越重,轉速越快陀螺越穩定.這是為什麽很多好的陀螺設計成下麵這（zhè）個樣子:

隻需要保證質心（xīn）在中間(軸（zhóu）對稱即可),外圍盡可能增加配（pèi）重,這樣發生（shēng）偏轉角動（dòng）量就多一些,公轉速度也（yě）會加快,能夠快速拜托微小擾動回歸垂直狀態（tài）.