我太难了，简直是左右为难！_风闻

原创：中科院物理所

最近小编诸事不顺

不禁感叹

但就在刚才

小编在路边偶遇一禅师

遂问道

**「**大师，有什么办法

能够走出困境」

大师没说话

默默地拿出一个神奇的装置

只是轻拨了两下

原本要倒的纸板

竟然顽强地站立着

我忽然懂了

**「**大师，你的意思是

纵有疾风起，人生不言弃是吗」

大师摇了摇头说道

「我看你这发量

应该是学物理的吧

这玩意我想了半天没明白

你能帮我解释解释原理吗」

实验器材

所标杯、剪刀、指尖陀螺、纸板、双面胶

实验过程

首先用剪刀剪出

一个圆形的纸板

在纸板两面的中心

用双面胶粘上指尖陀螺

尽量让两个指尖陀螺和纸板同心

装置完成

这时候我们同向拨动两个指尖陀螺

发现“左右为难”的纸板

竟然可以较稳定的立在桌面上

但当我们异向拨动两个指尖陀螺

纸板则无法保持稳定

原理解说

指尖陀螺（fidget spinner）是一种形状扁平的玩具，它的中间有一个轴承，在我们的拨动下，它会绕着这个轴承旋转。指尖陀螺的边缘一般会比较重，这可以增加它的转动惯量，增加旋转的时长。

指尖陀螺的本质是一个陀螺，陀螺有很有趣的特性，一个是定轴性，即在不受外力矩时，由于角动量守恒，它会保持自身的转轴方向不变。另一个是进动性，即如果存在外力矩，且这个外力矩的方向不沿着转轴的方向，那么陀螺就会出现进动。陀螺的进动角速度大小与陀螺的转动角速度大小存在反比关系，这就是陀螺转动的越快就越稳定的原因。

陀螺的进动

实验中的装置如下图，实验中最有趣的现象是：如果我们同向拨动两个指尖陀螺，装置可以稳定的立在桌面上。但是，如果我们异向拨动两个指尖陀螺，装置就无法保持稳定。小编查阅了相关资料，一通分析后觉得这与陀螺的进动有密切的关联。

实验装置图

当我们同向拨动两个指尖陀螺时，两个陀螺的角动量方向相同，互相叠加。此时，忽略轴承处的摩擦力，陀螺沿转轴方向的角动量是守恒的。在重力矩的作用下，为了保持轴向角动量不变，陀螺发生进动，由于两个陀螺转速较快，而且是二者叠加，所以进动的角速度很慢，因此纸板能够稳定地立在桌面上。但是，如果是反向拨动两个陀螺，二者的角动量方向相反，互相抵消，陀螺的进动作用相互抵消，整个装置也就不能稳定了。这一原理在一些机械工程被得到应用，它可以使高速旋转的部件易于被人们操作。

分析完这个有趣的现象后，小编转起了手上的指尖陀螺，而另一只手，拿起了所标杯，喝了一口浓茶，心满意足地点了点头。小编的生活，就是这样朴实无华且枯燥。

提醒：各位读者在玩的时候要注意安全，切勿用具有危险性的指尖陀螺做实验。

图片来源：

指尖陀螺：www.wattpad.com

陀螺的进动：jingyan.baidu.com