正確答案:
把一塊硬紙板剪成圓形,在圓心中插進一根火柴棒,這就成了一個小陀螺。捻轉這個陀螺,它轉起來以後就以一根火柴棍的尖足立著,轉而不倒。要是陀螺不轉,放在桌子上,它連半秒鐘也立不祝
陀螺的實驗告訴我們,高速旋轉的東西有一個特性,就是它能保持轉軸的方向不變,陀螺的這個倔脾氣就叫陀螺的穩定性。陀螺轉起來以後總是保持著轉軸向上,雖然它腳下很尖卻也不倒。
空竹轉起來以後,它的轉軸的方向是水平的,同樣有這個倔脾氣。抖空竹的人,讓空竹高速轉起來拋上天,雖然空竹是一頭沉的,它還會平著落下。要是空竹不轉,平著向上一拋,它就會翻滾著,最後沉的那頭先落地。
陀螺的倔脾氣是轉動慣性的一種表現。
自行車騎起來為什麼不倒,也和陀螺的道理一樣,因為它的輪子一轉,就像兩個陀螺,能保持原來的轉軸方向,不使車子歪倒。輪子轉得越快,穩定性就越好,車就越不易倒。輪子轉慢了,穩定性就差些。
用鑽頭在木頭上鑽孔、鑽頭旋轉起來就有保持它的轉軸方向的能力,容易鑽進木頭裡去。同樣的道理,擰進去的木螺釘和陀螺一樣有股定軸的脾氣,轉動著向裡鑽,那釘子就不容易彎。不轉的釘子沒有這種本事,就容易被砸彎。
早期槍炮的槍筒或炮筒裡都是光溜溜的,子彈打出去會東倒西歪,碰上氣流還要翻跟頭,打不中目標。後來,人們從陀螺身上得到了啟發,在槍筒和炮筒裡刻上一道道螺旋形小槽,子彈沿著這一圈圈螺旋線射出以後,就會像陀螺似地打起轉來,保持著轉軸的方向,不再東倒西歪,因而總是對準目標。子彈擊中目標以後,由於慣性,它仍然會旋轉,像鑽頭那樣鑽進目標,大大提高了命中率和殺傷力。
陀螺還可以為我們當嚮導。1852年,法國物理學家福科在實驗室裡造出了最早的陀螺儀,到了1908年,德國的一家公司終於造出了第一個航海用的陀螺羅經。
陀螺儀主要由高速轉動的陀螺和靈活的萬向支架組成。陀螺用摩擦力很小的軸承支承在內環上,內環又用軸承支在外環上,外環再通過軸承支在基座上,因此萬向支架向哪個方向都能轉動。所以不管基座隨著飛機或艦船怎樣變動。陀螺總不會受到影響,高速旋轉的陀螺軸總是穩定地指著一個固定的方向。駕駛員通過陀螺儀這個嚮導就能知道航行情況了,這就是陀螺導航,也叫慣性導航。如果在導彈、人造衛星、宇宙飛船裡安上陀螺儀,讓它帶動自動控制系統,就能實現自動導航。
人造地球衛星上裝有各種儀器,它能觀察氣象、轉播電視、搜集地面和太空情況……還能用無線電波把搜集到的情報隨時向地面報告。這樣,就要求衛星上天以後不能東倒西歪,任意翻滾,必須讓它保持一定的姿態。比如,天線就應當總是對準地球。怎樣讓它的姿態穩定呢?人們利用陀螺定向旋轉的特性,使人造衛星繞著規定的軸自轉起來,讓它自身成為一個「陀螺」——轉軸總是指著規定的方向,這就保持了一定的姿態。但是,天線跟著轉就不能對準地球了,怎麼辦,就讓天線和必要的部分沿著同一軸反方向旋轉,於是,天線就總是對準地球了。這就是人造地球衛星的雙旋穩定技術。