旋轉陀（tuó）螺不倒（dǎo）的原理

對於一（yī）個旋轉的陀螺體係,如果不（bú）發生偏轉(左側),不論脫落是否旋轉都可以保持穩定,這顯而易見的,但是實際生活中旋（xuán）轉的陀螺總會遇到(微小)擾動導致出現右（yòu）側的情形.一個很小（xiǎo）的（de）擾動導致陀螺偏轉了θ角,請（qǐng）理解這個θ非（fēi）常（cháng）微小.這個擾動可以（yǐ）是一陣微風,一個震動,桌麵的摩擦力變化等等,都可以（yǐ）導致出現（xiàn）一個這（zhè）樣的偏轉.

假設陀螺旋轉的速度不變,通過對比左右兩圖,發（fā）現上述體係（xì）發（fā）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螺上所有的質點的旋轉（zhuǎn）絕對速度（dù）沒有變(桌麵參照係),但是速度方向已經從水平變成帶有斜向的角（jiǎo）度,這個可以想象一下圖（tú）中黑點的狀態.

速度方向變化（huà）將導致整個陀螺旋轉的角動量(矢量)發生改變,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（de）角動量,產生一個圍繞垂直（zhí）軸的公轉,維持了這部分減小的（de）角（jiǎo）動量,維持了角動量守恒,新產生的扭矩平衡掉了重力的扭矩和離心力。

因此陀螺偏置後必須發生公轉才能保持穩定,而且從上圖（tú）中看（kàn）出,黑（hēi）點越重,轉速越快陀螺越穩定.這是為什麽很多好的陀螺設（shè）計成下麵這個樣子:

隻需要保證質心在中間(軸對稱即可),外圍盡（jìn）可能（néng）增加配重,這樣發生偏（piān）轉角動量就多一些,公轉速度也會（huì）加快,能夠快速拜（bài）托微小擾動回歸垂直狀態.