我太難了，簡直是左右為難！_風聞

原創：中科院物理所

最近小編諸事不順

不禁感嘆

但就在剛才

小編在路邊偶遇一禪師

遂問道

**「**大師，有什麼辦法

能夠走出困境」

大師沒説話

默默地拿出一個神奇的裝置

只是輕撥了兩下

原本要倒的紙板

竟然頑強地站立着

我忽然懂了

**「**大師，你的意思是

縱有疾風起，人生不言棄是嗎」

大師搖了搖頭説道

「我看你這髮量

應該是學物理的吧

這玩意我想了半天沒明白

你能幫我解釋解釋原理嗎」

實驗器材

所標杯、剪刀、指尖陀螺、紙板、雙面膠

實驗過程

首先用剪刀剪出

一個圓形的紙板

在紙板兩面的中心

用雙面膠粘上指尖陀螺

儘量讓兩個指尖陀螺和紙板同心

裝置完成

這時候我們同向撥動兩個指尖陀螺

發現“左右為難”的紙板

竟然可以較穩定的立在桌面上

但當我們異向撥動兩個指尖陀螺

紙板則無法保持穩定

原理解説

指尖陀螺（fidget spinner）是一種形狀扁平的玩具，它的中間有一個軸承，在我們的撥動下，它會繞着這個軸承旋轉。指尖陀螺的邊緣一般會比較重，這可以增加它的轉動慣量，增加旋轉的時長。

指尖陀螺的本質是一個陀螺，陀螺有很有趣的特性，一個是定軸性，即在不受外力矩時，由於角動量守恆，它會保持自身的轉軸方向不變。另一個是進動性，即如果存在外力矩，且這個外力矩的方向不沿着轉軸的方向，那麼陀螺就會出現進動。陀螺的進動角速度大小與陀螺的轉動角速度大小存在反比關係，這就是陀螺轉動的越快就越穩定的原因。

陀螺的進動

實驗中的裝置如下圖，實驗中最有趣的現象是：如果我們同向撥動兩個指尖陀螺，裝置可以穩定的立在桌面上。但是，如果我們異向撥動兩個指尖陀螺，裝置就無法保持穩定。小編查閲了相關資料，一通分析後覺得這與陀螺的進動有密切的關聯。

實驗裝置圖

當我們同向撥動兩個指尖陀螺時，兩個陀螺的角動量方向相同，互相疊加。此時，忽略軸承處的摩擦力，陀螺沿轉軸方向的角動量是守恆的。在重力矩的作用下，為了保持軸向角動量不變，陀螺發生進動，由於兩個陀螺轉速較快，而且是二者疊加，所以進動的角速度很慢，因此紙板能夠穩定地立在桌面上。但是，如果是反向撥動兩個陀螺，二者的角動量方向相反，互相抵消，陀螺的進動作用相互抵消，整個裝置也就不能穩定了。這一原理在一些機械工程被得到應用，它可以使高速旋轉的部件易於被人們操作。

分析完這個有趣的現象後，小編轉起了手上的指尖陀螺，而另一隻手，拿起了所標杯，喝了一口濃茶，心滿意足地點了點頭。小編的生活，就是這樣樸實無華且枯燥。

提醒：各位讀者在玩的時候要注意安全，切勿用具有危險性的指尖陀螺做實驗。

圖片來源：

指尖陀螺：www.wattpad.com

陀螺的進動：jingyan.baidu.com