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一提起陀螺,许多男孩子就要手痒了。不过,你知道吗,小小的陀螺里面可是有许多学问的哦!呵呵,今天我们就来听听陀螺的故事吧!
小陀螺的倔脾气
说起陀螺,它还是咱中国的老祖先发明的呢!从山西夏县新石器时代的遗址中,就发掘到了石制的陀螺。可见,陀螺在我国最少有四五千年的历史了。在一千六百年前的晋代,我国还出现了一种有趣的玩具——竹蜻蜓。这种玩具在18世纪传到欧洲后,被西方人称为“中国陀螺”。 那为什么竹蜻蜓成了“中国陀螺”呢?原来,正式提出“陀螺”这个叫法的,是19世纪中叶的法国物理学家傅科,在英语中,陀螺就是“回转体”,竹蜻蜓也可以说是一种陀螺。
玩过陀螺的同学一定都知道,静止的陀螺,在地面上是立不起来的,可是,它旋转起来以后,就会立得很稳了。这是为什么呢?原来,陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,还围绕一个垂直轴进行锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线“自转”,一面还围绕垂直轴“公转”。陀螺围绕自身轴线进行“自转”运动的速度快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,其稳定性也就越好。
陀螺的这种倔强脾气,被科学家称为“定轴性”。当陀螺高速旋转时,这个特性更明显。即使地面上高低不平,或者在斜面上,它也“稳如泰山”,而且,转速越高,转得越稳。你知道吗,杂技表演里的转碟、耍盘子、丢帽子可都是利用了陀螺的这种倔脾气的。不过,要让陀螺抛得更准,转得更久,就必须很好地拿捏抛掷和转动的力道,杂技演员需要长期刻苦练习,才能掌握技巧。
在漫长的岁月里,陀螺只是一种供人抽打娱乐的玩具(呵呵,你也一定玩过吧)。到了18世纪末,它的独特功能才被科学家发现。原来,一旦用机械或电力驱动的方式将陀螺高速转动起来,强大的惯性就会使它像着了魔似的转个不停。此时的它,光影烁烁,亭亭玉立,转轴像生了根似的纹丝不动,即使加以干扰或冲击,也至多摇头晃脑一阵,即可复位。
倔脾气也有大用场
利用陀螺的这种倔脾气,人们发明了陀螺罗盘,用来指示方向。比如把它装在飞机上,事先让它的轴对准南北方向,然后让它高速旋转。这样,不管飞机如何改变航向,陀螺的轴总能指向南北方向,这就是奇妙的“陀螺指南针”。
1889年,奥地利首先将它应用于军事,做出世界上第一架“陀螺自动操纵舵”。装有这种仪器的鱼雷,任凭海浪的冲击,都能准确无误地奔向目标。这是因为陀螺的“定轴性”能随时随地地为鱼雷的轴线纠偏,使它在偏航后能马上复位。
1904年,德国发明家安许茨制成了航海陀螺罗盘。由于磁罗盘在北极会失去作用,而陀螺罗盘却能照常工作,所以航海陀螺罗盘在北极探险中起了很大的作用。1908年,安许茨制造的陀螺罗盘用到了德国海军舰艇上。
1909年,世界上第一辆载人单轨车厢问世了,它能载40人。因为上面装有一个大陀螺,所以运行十分稳定。1914年,一辆前后各有一个轮子的双轮汽车——“魔车”在英国举行了一次旅行表演:从伯明翰一直开到伦敦,最后还到海德公园兜了一圈,使整个欧洲为之轰动。殊不知,“魔车”不翻倒的奥秘并不在发动机上,而是安装于车座的“陀螺稳定器”在起着稳定作用。
从上世纪30年代开始,人们又利用陀螺的“定轴性”制成了一种新型导航仪,将它运用到了航空领域。当海船、军舰和飞机远航时,只要带上它,即使霾雾蔽日也不会迷航。 后来,它又被用到了火箭、导弹及其他航天器上。1958年10月11日,美国发射的一枚月球火箭失败了,追查起来,原来是上面的陀螺出了毛病。这枚火箭上装了一种陀螺导航仪。陀螺是在轴承上转动的,由于轴承中间有摩擦,造成它转动不灵活,这样仪器就产生了偏差,使火箭向上仰了3.5度,结果没有到达月球。
随着科学技术的飞速发展,今天,人们已能制造每分钟10万转的超高速陀螺,它那惊人的稳定性使之跻身于航空工业并成为佼佼者。现代的许多种弹道导弹,都将它作为“纠偏能手”,把它安装于导弹体内,沿着预定的轨道跟踪追击目标,就会百发百中。宇宙飞船遨游太空也同样离不开它:宇航员预先调整好它的转轴,使之对准太阳,以后只需测量一下它的转轴跟飞船之间的偏转角,就能随时推算出飞船的位置和航向了。
不可小觑的旋转力量
陀螺在高速旋转时还能产生强大的离心力场。1964年,联邦德国制成了世界上第一台陀螺式离心机。它的独特之处就是安装了两根转轴,可同时进行自转与公转的复合转动。它能达到每分钟2000多转的高速,其“叠加”出来的复合惯性离心力,可以用来分离海盐、矿砂、细煤和化肥,大大提高了生产效率。
在21世纪里,陀螺又将创造何种奇迹,尚难预料,但有一点可以肯定,它那稳定和纠偏的本领还将继续发扬光大,为人类再立新功。
小陀螺的倔脾气
说起陀螺,它还是咱中国的老祖先发明的呢!从山西夏县新石器时代的遗址中,就发掘到了石制的陀螺。可见,陀螺在我国最少有四五千年的历史了。在一千六百年前的晋代,我国还出现了一种有趣的玩具——竹蜻蜓。这种玩具在18世纪传到欧洲后,被西方人称为“中国陀螺”。 那为什么竹蜻蜓成了“中国陀螺”呢?原来,正式提出“陀螺”这个叫法的,是19世纪中叶的法国物理学家傅科,在英语中,陀螺就是“回转体”,竹蜻蜓也可以说是一种陀螺。
玩过陀螺的同学一定都知道,静止的陀螺,在地面上是立不起来的,可是,它旋转起来以后,就会立得很稳了。这是为什么呢?原来,陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,还围绕一个垂直轴进行锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线“自转”,一面还围绕垂直轴“公转”。陀螺围绕自身轴线进行“自转”运动的速度快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,其稳定性也就越好。
陀螺的这种倔强脾气,被科学家称为“定轴性”。当陀螺高速旋转时,这个特性更明显。即使地面上高低不平,或者在斜面上,它也“稳如泰山”,而且,转速越高,转得越稳。你知道吗,杂技表演里的转碟、耍盘子、丢帽子可都是利用了陀螺的这种倔脾气的。不过,要让陀螺抛得更准,转得更久,就必须很好地拿捏抛掷和转动的力道,杂技演员需要长期刻苦练习,才能掌握技巧。
在漫长的岁月里,陀螺只是一种供人抽打娱乐的玩具(呵呵,你也一定玩过吧)。到了18世纪末,它的独特功能才被科学家发现。原来,一旦用机械或电力驱动的方式将陀螺高速转动起来,强大的惯性就会使它像着了魔似的转个不停。此时的它,光影烁烁,亭亭玉立,转轴像生了根似的纹丝不动,即使加以干扰或冲击,也至多摇头晃脑一阵,即可复位。
倔脾气也有大用场
利用陀螺的这种倔脾气,人们发明了陀螺罗盘,用来指示方向。比如把它装在飞机上,事先让它的轴对准南北方向,然后让它高速旋转。这样,不管飞机如何改变航向,陀螺的轴总能指向南北方向,这就是奇妙的“陀螺指南针”。
1889年,奥地利首先将它应用于军事,做出世界上第一架“陀螺自动操纵舵”。装有这种仪器的鱼雷,任凭海浪的冲击,都能准确无误地奔向目标。这是因为陀螺的“定轴性”能随时随地地为鱼雷的轴线纠偏,使它在偏航后能马上复位。
1904年,德国发明家安许茨制成了航海陀螺罗盘。由于磁罗盘在北极会失去作用,而陀螺罗盘却能照常工作,所以航海陀螺罗盘在北极探险中起了很大的作用。1908年,安许茨制造的陀螺罗盘用到了德国海军舰艇上。
1909年,世界上第一辆载人单轨车厢问世了,它能载40人。因为上面装有一个大陀螺,所以运行十分稳定。1914年,一辆前后各有一个轮子的双轮汽车——“魔车”在英国举行了一次旅行表演:从伯明翰一直开到伦敦,最后还到海德公园兜了一圈,使整个欧洲为之轰动。殊不知,“魔车”不翻倒的奥秘并不在发动机上,而是安装于车座的“陀螺稳定器”在起着稳定作用。
从上世纪30年代开始,人们又利用陀螺的“定轴性”制成了一种新型导航仪,将它运用到了航空领域。当海船、军舰和飞机远航时,只要带上它,即使霾雾蔽日也不会迷航。 后来,它又被用到了火箭、导弹及其他航天器上。1958年10月11日,美国发射的一枚月球火箭失败了,追查起来,原来是上面的陀螺出了毛病。这枚火箭上装了一种陀螺导航仪。陀螺是在轴承上转动的,由于轴承中间有摩擦,造成它转动不灵活,这样仪器就产生了偏差,使火箭向上仰了3.5度,结果没有到达月球。
随着科学技术的飞速发展,今天,人们已能制造每分钟10万转的超高速陀螺,它那惊人的稳定性使之跻身于航空工业并成为佼佼者。现代的许多种弹道导弹,都将它作为“纠偏能手”,把它安装于导弹体内,沿着预定的轨道跟踪追击目标,就会百发百中。宇宙飞船遨游太空也同样离不开它:宇航员预先调整好它的转轴,使之对准太阳,以后只需测量一下它的转轴跟飞船之间的偏转角,就能随时推算出飞船的位置和航向了。
不可小觑的旋转力量
陀螺在高速旋转时还能产生强大的离心力场。1964年,联邦德国制成了世界上第一台陀螺式离心机。它的独特之处就是安装了两根转轴,可同时进行自转与公转的复合转动。它能达到每分钟2000多转的高速,其“叠加”出来的复合惯性离心力,可以用来分离海盐、矿砂、细煤和化肥,大大提高了生产效率。
在21世纪里,陀螺又将创造何种奇迹,尚难预料,但有一点可以肯定,它那稳定和纠偏的本领还将继续发扬光大,为人类再立新功。