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為什麼旋轉的東西穩定

發布時間: 2022-12-22 03:34:24

⑴ 為什麼轉動的物體比較容易維持平衡,例如自行車,陀螺

陀螺效應:旋轉的物體有保持其旋轉方向(旋轉軸的方向)的慣性。陀螺只有一個旋轉方向,已經很穩定了。而自行車有2個輪子,顯然自行車輪子在高速旋轉的時候,會使自行車更穩定。因此,騎車人撒開車把也不會倒下。
陀螺效應在保持自行車穩定中也許起到不可忽略的效果,但是,如果自行車單單憑借陀螺效應保持穩定,那麼,初學者也應該在高速騎車時不會倒下。但是,2個陀螺似乎並不足以支撐騎車人重達幾十公斤的身體的傾斜。剛學習騎車往往會摔得很慘。從另一個方面看,騎獨輪車的雜技演員由於車速很低,甚至車輪完全停止轉動,則基本無法依靠陀螺效應保持平衡。
自行車的平衡首先來自於騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人,其身體形成自動的條件反射,當自行車稍微傾斜倒下時,人的身體會感受到,腰部肌肉會自動動作,把身體拉向另一側,形成的反向力矩促使車身抬起。我們學習騎自行車,也就是訓練身體的肌肉完成這種條件反射,而一旦學會,這個控制迴路就保持在小腦中,隨時可以啟用,許多年也不會忘記。
但是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定,這又是為什麼呢?自行車本身的平衡機制,來自於前叉後傾。我們可以觀察到,幾乎每輛自行車的車把軸,都不是與地面完全垂直,而是後傾的。由於前輪是固定在車把的前叉上,因此又叫前叉後傾。前叉後傾,使車輛轉彎時產生的離心力其所形成的力矩方向,與車輪偏轉方向相反,迫使車輪偏轉後自動恢復到原來的中間位置上。這樣,車子就有了自動回正的穩定性。車速越快,所造成的恢復力矩越大,騎車人就越感到穩定。這就是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定的原因。

⑵ 為什麼物體旋轉具有穩定性

因為動能、勢能是可以互相轉換的。致使物體旋轉的動能有轉換勢能的趨勢,所以旋轉越快,轉換勢能的趨勢越大,這樣勢能的趨勢就會越有抬高物體重心的動能。即物體通過旋轉使重心獲得動能轉換的勢能,所以旋轉具有穩定性。

⑶ 誰能詳解旋轉物體為什麼具有穩定性

當物體的自傳轉速達到一定時,其重心將與其軸心重合,故可以保持其穩定
採納呀

⑷ 為什麼旋轉的時候穩定性會增加

陀螺!!!!在旋轉的時候,不但圍繞本身的軸線轉動,而且還圍繞一個垂直軸作錐形運動。也就是說,陀螺一面圍繞本身的軸線作「自轉」,一面圍繞垂直軸作「公轉」。陀螺圍繞自身軸線作「自轉」運動速度的快慢,決定著陀螺擺動角的大小。轉得越慢,擺動角越大,穩定性越差;轉得越快,擺動角越小,因而穩定性也就越好。這和人們騎自行車的道理差不多。其中不同的是,一個是作直線運動,一個是作圓錐形的曲線運動。陀螺高速自轉時,在重力偶作用下,不沿力偶方向翻倒,而繞道支點的垂直軸作圓錐運動的現象,就是陀螺原理。
原理一:轉動慣量,即旋轉具有穩定性。
原因二:摩擦力,陀螺的結構及工作特點。由於陀螺的尖端是一個近似的圓球形,當陀螺在旋轉時向A方傾倒時,尖端的球面的A側將和支撐面接觸摩擦,這將導致陀螺的尖端向傾倒的方向運動。證據:長腳的陀螺可以在比較粗糙的平面上平穩的旋轉,但是在光滑的玻璃面上將不停的跳動,以獲取更多的摩擦力,如果在玻璃面上塗潤滑油,它不但不能運轉的平穩反而更艱難。
實驗驗證:超導體的碗中放置一塊磁石作為支撐腳,用木頭做陀螺,旋轉。
陀螺!!!!

⑸ 陀螺為什麼高速旋轉不會倒下,反而轉的越穩

主要原因是動量矩守衡。動量矩是剛體力學中的基本概念,他的大小決定於物體的轉動慣量,旋轉的角速度。
陀螺旋轉的時候,他的動量矩方向是豎直方向的,因為他在轉動方向上不受力矩,所以動量矩守衡。
因為在陀螺旋轉的時候,由於受到向心力的作用而保持了平衡。
分析:由於旋轉的物體有使轉軸的方向保持不變的特性,轉動得越快,越不容易改變軸的方向,就像陀螺旋轉一樣。假如陀螺不轉,就會傾倒,因為靜止不動陀螺的尖下面只有一個支點,因為重力對這一個支點有力矩,陀螺會圍繞這個支點向下傾倒。假如給陀螺施加一個外力,使陀螺快速旋轉,陀螺就不會倒下了,高速旋轉的陀螺可以保持轉軸的方向不變,這就是陀螺的穩定性。

⑹ 為什麼物體旋轉時更穩定

轉動慣量,即旋轉具有穩定性。旋轉的物體飛行更穩定是因為它遵循能量守衡定律。物體轉動得越快,它的角動量就越大,要改變它的方向就需要越大的力。當物體轉得夠快,到很難去改變它的轉軸方向時,它的轉軸會穩定的指向固定方向,而我們就可利用它的穩定性來作為定向的依據了。

⑺ 旋轉的陀螺為什麼能保持平衡呢

物體在很多情況下都能呈現平衡狀態,不只是靜止時,當它在動的時候也能1達到平衡。一般而言,靜態的平衡大多屬於穩定平衡,動態的平衡則多屬於不穩定平I衡。當陀螺受力旋轉時,因各個方向上的離心力總和達到平衡,因此陀螺能暫時用軸端站立,保持平衡。接著受到空氣阻力、地面摩擦或陀螺重心等因素的影響,陀螺旋轉會逐漸減慢。這時只要不斷抽打,陀螺會一直這樣平衡運動下去。靜態的平衡大多屬於穩定平衡,動態的平衡則多屬於不穩定平衡,陀螺受力旋轉時,因各方向離心力總和達到平衡,因此陀螺能暫時用軸端站立,保持平衡現象,接著受到空氣阻力、地面摩擦、或陀螺重心問題等各因素的影響,使其旋轉的力道逐漸減弱,等到旋轉的動力消失時,陀螺也跟著左搖右晃的倒了下來。

⑻ 高速旋轉的物體穩定

是的,因為其自身繞軸心轉動,而軸心又有自己的旋轉軸心,因而物體可以有慣性旋轉力支持物體所需的轉動,所以很穩定

⑼ 為什麼旋轉體能保持平衡

自行車只有2個輪子,卻為什麼可以保持平衡呢?甚至,高手在騎車的時候,
可以雙手離開車把,任由車子向前走而不擔心摔倒(但要擔心前面呼嘯而來的汽車)。物

理學家拿出一個陀螺,放在地上轉一下,並開始用鞭子使勁抽打它,隨著陀螺越轉越快

,陀螺也像不倒翁一樣,雖然只有一個尖著地,卻左右搖擺而不肯倒下。這就是陀螺效

應:旋轉的物體有保持其旋轉方向(旋轉軸的方向)的慣性。
陀螺只有一個旋轉方向,已經很穩定了。而自行車有2個輪子,顯然自行車輪
子在高速旋轉的時候,會使自行車更穩定。因此,騎車人撒開車把也不會倒下。

但遺憾的是,這並非一個合理的解釋。
陀螺效應在保持自行車穩定中也許起到不可忽略的效果,但是,如果自行車單
單憑借陀螺效應保持穩定,那麼,初學者也應該在高速騎車時不會倒下。但是,2個陀
螺似乎並不足以支撐騎車人重達幾十公斤的身體的傾斜。剛學習騎車往往會摔得很慘。從

另一個方面看,騎獨輪車的雜技演員由於車速很低,甚至車輪完全停止轉動,則基本無

法依靠陀螺效應保持平衡。
自行車的平衡首先來自於騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人,其身體形成自動
的條件反射,當自行車稍微傾斜倒下時,人的身體會感受到,腰部肌肉會自動動作,把

身體拉向另一側,形成的反向力矩促使車身抬起。我們學習騎自行車,也就是訓練身體

的肌肉完成這種條件反射,而一旦學會,這個控制迴路就保持在小腦中,隨時可以啟用

,許多年也不會忘記。但是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定,這又是為什
么呢?自行車本身的平衡機制,來自於前叉後傾。我們可以觀察到,幾乎每輛自行車
的車把軸,都不是與地面完全垂直,而是後傾的。由於前輪是固定在車把的前叉上,因

此又叫前叉後傾。前叉後傾,使車輛轉彎時產生的離心力其所形成的力矩方向,與車輪

偏轉方向相反,迫使車輪偏轉後自動恢復到原來的中間位置上。這樣,車子就有了自動

回正的穩定性。車速越快,所造成的恢復力矩越大,騎車人就越感到穩定。這就是高速

騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定的原因。
一般而言,車子前叉越後傾,車子越穩定,但轉動車把越費勁;而後傾角度小
,轉把較容易,但車子的穩定性不夠。但如果自行車完全沒有前叉後傾,那麼,騎自行

車會是一件很痛苦的事情。
自行車其實是相當復雜的力學體系,而汽車的前輪定位更加復雜。有主銷內傾
、主銷後傾、前輪外傾和前輪前束,這保證開車的時候車子盡可能穩定,但又減少輪胎

的磨損

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