陀螺旋转起来为什么不倒

Question

好像和角动量有关……
恩恩拉拉：能不能具体说说 怎样由角动量和力矩的方向判断出 重力的作用是使陀螺进动？

Answer 1

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

Answer 2

当陀螺旋转时，转动轴一般不是竖直的，当转动轴偏斜时，陀螺下端（一般是一粒铁珠子）与地面接触的部位不位于自转轴，会产生使质心平动的摩擦力，使该转动轴绕另一转动轴转动，也就是我们一般看到的速度不快的陀螺自己在转动时还在地面上打圈圈，就像地球自己转动时还绕太阳转动一样，这样，质心在绕另一中心运动，这样便需要向心力，于是重力指向该中心的分力（由于转动轴倾斜了）恰好提供此向心力，使之动态平衡。所以不会倒，当速度减小时，不足以产生质心足够大的平动速度，所需的向心力小于重力的指向中心的分力，陀螺随即倒下。所以一般陀螺是不可能竖直转动的，一定是倾斜并且绕另一中心运动的，只是有时太细微，看不出来而已。就像自行车一样，没人能骑着自行车沿直线前进的，都是在做半径可大可小的曲线运动，借用向心力由重力分力提供来达到动态平衡的目的。

Answer 3

为何陀螺仪能旋转不倒？把它放棉线上观察，看完过程不敢相信！