這波漂移過彎,你打算給幾分?|正經玩


陀螺:限制住我了,但沒完全限制

實驗器材

所標杯、剪刀、扁嘴鉗、AB膠、膠水、易拉罐、竹籤、鐵絲


實驗過程

剪下易拉罐的罐底

小夥伴們當心不要被劃傷哦


在罐底中心扎一個孔

將竹籤穿過去


將AB膠以1:1混合攪拌均勻


用AB膠塗抹在介面處

等待一段時間使其凝固

延伸閱讀  自己做的遊戲!


剪掉多餘長度的竹籤

並將竹籤的尖頭剪掉


在竹籤尾部塗抹適量膠水

用紙巾包裹

增大尾部的摩擦力


我們的陀螺就製作好啦


接下來製作軌道

用扁嘴鉗將鐵絲捲成圈


陀螺和軌道就都製作好啦


轉動陀螺

可以看到其繞著軌道進行旋轉

延伸閱讀  電商和雲業務還不夠,亞馬遜開闢下一個戰場

先轉出軌道,又轉向中心


原理解說

對於一個固定支點的陀螺,一旦由於微擾破壞了垂直旋轉的不穩定平衡狀態,就會在重力的作用下開始圍繞著中心位置進動。如下圖:


作用在質心CM上的重力合力Mg,以及固定支點O提供的大小相同方向相反的支援力,會產生一個的力矩。對於沿自轉軸中心對稱的理想陀螺來說,這個力矩就與此時此刻旋轉的角動量垂直。所以根據關係

角動量便會沿著z軸旋轉,我們稱這個過程為進動。可以發現,如果陀螺的自轉是逆時針的,那麼進動過程也是逆時針的,反之亦然。

但是在我們的實驗中還有鐵線圈的存在。進動的陀螺桿觸碰到線圈時,如果與線圈的摩擦力足夠大,則會沿著線圈反方向滾動,如下圖所示


我們可以看到,如果陀螺是沿著線圈內部滾動的,那麼逆時針旋轉的陀螺會沿著順時針方向滾動。

所以在我們實驗的第一階段,陀螺由於擾動在重力作用下倒向線圈,並在摩擦力作用下沿著線圈沿著和自轉相反的方向滾動直至滾出線圈的範圍;而一旦脫離了線圈,陀螺就會開始以和自轉同向的方向進動,就會在拐角處拐出一道神奇的弧線,並線上圈外繞了一圈後反方向進入線圈軌道回到中心。

如果大家的陀螺製造的比較穩定,以及給予的初角動量足夠,上述過程可以發生若干次。不過由於陀螺桿與金屬線圈的滾動是由摩擦力驅動的,所以動能的損失是要比自由的陀螺大一些,想要讓它多次往復還是有一些挑戰的。

編輯:荔枝

Scroll to Top