
【化】 gyrostat
breechblock
陀螺体(gyroscopic body)在物理学和工程学中,指绕对称轴高速旋转的刚体,其运动特性遵循角动量守恒定律。这种物体在旋转时表现出独特的动力学行为,是陀螺仪等装置的核心工作原理。以下是其详细解释:
旋转对称性
陀螺体必须具有几何对称轴(如圆柱体、飞轮),当绕该轴高速旋转时,角动量方向与对称轴重合。
英文对照:geometric symmetry axis。
角动量守恒
根据经典力学,旋转中的陀螺体角动量(( L = Iomega ))方向恒定,抵抗外力扰动(如重力),产生定轴性(gyroscopic inertia)。
公式表达:
$$ vec{L} = I vec{omega} $$ 其中 ( I ) 为转动惯量,( omega ) 为角速度。
进动现象
外力矩作用下,陀螺体自转轴会绕垂直轴缓慢转动,称为进动(precession)。例如,倾斜旋转的陀螺不倒,而是水平回旋。
进动角速度公式:
$$ Omega = frac{tau}{L} $$ ( tau ) 为外力矩,( L ) 为角动量。
导航系统
陀螺仪利用陀螺体的定轴性测量载体姿态(如飞机、航天器),核心组件为高速转子。
术语对照:陀螺仪(gyroscope)。
运动控制
自行车、无人机通过旋转轮(陀螺体)的角动量维持平衡,减少倾倒风险。
天文与地球物理
地球自转可近似为陀螺体,其进动导致地轴周期性摆动(岁差现象),周期约26,000年。
参考资料:
“陀螺体”是陀螺的核心组成部分,主要指其主体结构。陀螺体的特点可归纳如下:
基本定义与材料
陀螺体是陀螺的主体部分,通常由金属、塑料或木材等制成。传统陀螺多为木质,现代材料增加了塑料或铁制结构。
形状与重心设计
其形状多样,常见上半部分为圆形、下方尖锐的圆锥体或梨形,目的是通过尖锐底部(陀尖)支撑旋转,而重心位置直接影响旋转稳定性。例如,提到陀螺体直径约5厘米,高约3厘米,底部有锋利铁片辅助旋转。
物理特性
陀螺体属于“刚体”(质量均匀分布的对称刚体),绕固定支点高速转动时,具有定轴性和进动性等力学特性(、7)。这种特性使其广泛应用于科学仪器(如陀螺仪)和玩具中。
功能扩展
在工程领域,陀螺体特指高速旋转的对称部件,例如陀螺仪的飞轮转子(、18),用于测量角速度或维持方向稳定。
总结来看,“陀螺体”既是传统玩具的核心结构,也是现代科技中精密仪器的关键部件,其设计融合了力学原理与材料科学。
苯基硫不要式查证成骨成形性虹膜炎催嚏剂地板蜡分子电极化率浮式温度计感觉综合不能活动分析校对假想检查绝热冷却曲线可变更的联合电子管工程会议联轴历史性的羟基化酶人工电话机组商业溶剂舌骨甲状软骨的试验混合器水分含量殊异杆菌听诊音退换涂料助剂挖土机微波波谱