绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。
通常所说的陀螺是特指对称陀螺,它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体,其几何对称轴就是它的自转轴。
在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下,陀螺会在不停自转的同时,还绕着另一个固定的转轴不停地旋转,这就是陀螺的旋进(precession),又称为回转效应(gyroscopiceffect)。
陀螺旋进是日常生活中常见的现象,许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。
人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope),它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。
比如:
回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳(月球)引力矩作用下的旋进(岁差)等。
在太空上,给静止的陀螺一个初力,会看到陀螺在翻滚着先前运动。
给旋转的陀螺同样的力,发现旋转的陀螺晃动着向前运动。
因为高速旋转的陀螺具有很好的定向性,在太空舱很多设备都是利用陀螺定向的原理。
水膜和水球实验
在太空中,水是不会自己流出来的。
王亚平说,“诗人李白在太空写不出飞流直下三千尺的诗句。
”当航天员挤出一个小水滴,水滴便在空中悬浮。
航天员还演示了普通水如何做出水膜
大森林的指南针包括地磁指南针、全向指南针和陀螺指南针等。
因为在大森林中,容易迷失方向,使用指南针可以帮助寻找正确的方向。
地磁指南针利用地球磁场指示方向;全向指南针可以指示任意方向;陀螺指南针是一种基于陀螺定向原理的高精度指南针,可以满足高精度定位需求。
除了上述三种指南针外,还有一些导航设备和应用可供选择,例如GPS导航仪、手机地图应用等。
无论使用何种方法,都应该遵循诸如安全、环境保护等方面的原则。
利用航天器绕自旋轴旋转所获得的陀螺定轴性,使航天器的自旋轴方向在惯性空间定向。