陀螺旋进原理

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陀螺旋转原理的应用

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2023-10-23 16:23:39

绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺,它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体,其几何对称轴就是它的自转轴。

在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下,陀螺会在不停自转的同时,还绕着另一个固定的转轴不停地旋转,这就是陀螺的旋进(precession),又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象,许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope),它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如:回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳(月球)引力矩作用下的旋进(岁差)等。

其他答案

2023-10-23 16:23:39

陀螺旋转的原理是陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”,一面围绕垂直轴作“进动”。也即陀螺并非垂直立于地面之上,而是对地面法线有一定的偏离,向地面有一些倾斜。所以重力对陀螺的力矩不为零,而陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用,所以陀螺在旋转时不会倒向地面。

刚体对于支点的惯量椭球称为旋转椭球,刚体对于对称轴的转动惯量称为极转动惯量;刚体对于另两个过支点的惯量主轴(见惯量张量 )的转动惯量称为赤道转动惯量。陀螺是一个绕支点运动的刚体,所以刚体的定点运动的运动学和动力学方程都适用于陀螺。

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