旋转陀（tuó）螺（luó）不倒的原理

对于一个旋转的陀螺体系,如果不（bú）发生偏转(左侧),不论脱落是否旋转都可以（yǐ）保持稳定,这显而易见的,但是实际生活（huó）中旋（xuán）转的陀螺总会遇到(微小)扰动导致出现右侧的情形.一（yī）个很小的扰动导致陀螺偏转了θ角,请理解（jiě）这（zhè）个θ非常微小.这个扰动可以是一（yī）阵（zhèn）微风,一个震动,桌面的摩擦（cā）力变化等等（děng）,都可以导致出现一个这样的偏转.

假设陀螺旋转（zhuǎn）的速度不变,通过对比（bǐ）左右两图（tú）,发现上述体系（xì）发生了（le）变化（huà）,(为了方便观察（chá）我把θ角画得很大（dà）),你会（huì）发现虽（suī）然转动陀螺上所有的质点的旋转绝对速度没有变(桌面参照系),但是速度方向已（yǐ）经从水平变成带有（yǒu）斜向的角度,这个可以想象（xiàng）一下图中黑点的状态.

速度方向变化将导致整个陀螺旋转的角动量(矢量)发生改变,沿垂直方向的分量减小,根据角动量（liàng）守恒(和转速相比,这是一个（gè）很小的θ),陀螺（luó）将保持这部分旋转的角动量,产生一个围绕垂直轴的公转,维持了这部分减小（xiǎo）的角动量,维持了角动量（liàng）守恒,新产（chǎn）生的扭矩平（píng）衡掉了重力的（de）扭矩和离心力。

因此陀螺偏置后必须（xū）发生公（gōng）转才能保持稳定,而且从上图中看出,黑点越重,转速（sù）越快陀螺越稳定.这是为什么很多好的陀螺设计成（chéng）下面这个样子:

只需要保证质心（xīn）在中间（jiān）(轴对称即（jí）可),外围尽可（kě）能增加配重,这样发生偏转角动量就多一些,公转速（sù）度也会加快,能够快（kuài）速拜托微小扰动回归垂直状态.