怎樣使陀螺轉得更穩

陀螺效應在人們的生產與生活中都可以見得到，例如北方的小夥伴冬季有在冰面抽陀螺的記憶（00後應該不會有了）。但是旋轉的陀螺究竟為什麼踉踉蹌蹌就是不倒，很多人可能說不是分清楚。

比較流行的版本是從角動量作為出發點討論的，當輪子旋轉的時候，半徑方向與速度向量方向的兩個向量乘積會得到一個垂直於平面的向量方向，旋轉的越快，這個向量的模越大，也就越穩定。

但這顯然有點抽象了，和我們基於常識的判斷有點偏差（難道當我們要摔倒的時候只要華麗轉身就能避免麼？），我們希望的是從直覺上對這種現象有一個基本判斷（就像你一腳踏空就會摔倒一樣直接，但是在這裡轉身並不會避免摔倒的尷尬）；今天，我們就用基礎的物理常識來解釋一下這個現象。

首先我們可以想象一個靜止的體系，一個靜止的陀螺站立在平面上，在沒有人為干預的情況下，它將要倒下了，這很好理解，也很容易想象。沒有旋轉的陀螺就像一個單腳站立的人（你可以試一下），這是個很不穩定的狀態，任何的不對稱都會打破平衡狀態，在重力的作用下被放大，直到有另一個點著地，也就是陀螺倒下了；而你並不希望這樣，你用另一隻腳著地來避免。

現在我們給這個圓盤加一個角速度，讓它旋轉起來。為了便於討論和保持對稱性，我們將模型簡化成距離軸心等距且對稱的兩個質點（如下圖所示）。這兩個質點繞著軸心旋轉，此時我們撤去人為干預，甚至不止於此，我們在一側的質點上施加一個干擾的瞬時力，打破脆弱的平衡，試想一下此時重力在系統上扮演了什麼角色。

我們假設在上圖這個瞬間我們在右邊的小球施加一個向下的力，此時在力的作用下，陀螺的右邊開始傾斜，重力企圖將這個地方作為突破口，將陀螺拉倒。由於下方的質點力矩更大，陀螺必然向著這個方向傾斜下去；但是情況和靜止的時候相比發生了變化，小球在做圓周運動並且彼此相互剛性連線，在下一個瞬間，這個“突破口”轉換了位置，陀螺傾斜的驅動力方向發生了轉變，向著陀螺自轉的方向發生了偏轉，這與其進動的方向是相同的。

實際上轉動狀態的改變也是需要克服慣性的，也就是克服圓盤翻轉角度變化的慣性，因而在旋轉和進動的過程中，傾斜角度傾向於保持恆定；在思考之後，直覺上有了更加直觀的判斷了麼？