我太难了，简直是左右为难！

原创：中科院物理所

最近小编诸事不顺

不禁感叹

但就在刚才

小编在路边偶遇一禅师

遂问道

「大师，有什么办法

能够走出困境」

大师没说话

默默地拿出一个神奇的装置

只是轻拨了两下

原本要倒的纸板

竟然顽强地站立着

我忽然懂了

「大师，你的意思是

纵有疾风起，人生不言弃是吗」

大师摇了摇头说道

「我看你这发量

应该是学物理的吧

这玩意我想了半天没明白

你能帮我解释解释原理吗」

实验器材

所标杯、剪刀、指尖陀螺、纸板、双面胶

实验过程

首先用剪刀剪出

一个圆形的纸板

在纸板两面的中心

用双面胶粘上指尖陀螺

尽量让两个指尖陀螺和纸板同心

装置完成

这时候我们同向拨动两个指尖陀螺

发现“左右为难”的纸板

竟然可以较稳定的立在桌面上

但当我们异向拨动两个指尖陀螺

纸板则无法保持稳定

原理解说

指尖陀螺（fidget spinner）是一种形状扁平的玩具，它的中间有一个轴承，在我们的拨动下，它会绕着这个轴承旋转。指尖陀螺的边缘一般会比较重，这可以增加它的转动惯量，增加旋转的时长。

指尖陀螺的本质是一个陀螺，陀螺有很有趣的特性，一个是定轴性，即在不受外力矩时，由于角动量守恒，它会保持自身的转轴方向不变。另一个是进动性，即如果存在外力矩，且这个外力矩的方向不沿着转轴的方向，那么陀螺就会出现进动。陀螺的进动角速度大小与陀螺的转动角速度大小存在反比关系，这就是陀螺转动的越快就越稳定的原因。

陀螺的进动

实验中的装置如下图，实验中最有趣的现象是：如果我们同向拨动两个指尖陀螺，装置可以稳定的立在桌面上。但是，如果我们异向拨动两个指尖陀螺，装置就无法保持稳定。小编查阅了相关资料，一通分析后觉得这与陀螺的进动有密切的关联。

实验装置图

当我们同向拨动两个指尖陀螺时，两个陀螺的角动量方向相同，互相叠加。此时，忽略轴承处的摩擦力，陀螺沿转轴方向的角动量是守恒的。在重力矩的作用下，为了保持轴向角动量不变，陀螺发生进动，由于两个陀螺转速较快，而且是二者叠加，所以进动的角速度很慢，因此纸板能够稳定地立在桌面上。但是，如果是反向拨动两个陀螺，二者的角动量方向相反，互相抵消，陀螺的进动作用相互抵消，整个装置也就不能稳定了。这一原理在一些机械工程被得到应用，它可以使高速旋转的部件易于被人们操作。

分析完这个有趣的现象后，小编转起了手上的指尖陀螺，而另一只手，拿起了所标杯，喝了一口浓茶，心满意足地点了点头。小编的生活，就是这样朴实无华且枯燥。

提醒：各位读者在玩的时候要注意安全，切勿用具有危险性的指尖陀螺做实验。

图片来源：

指尖陀螺：www.wattpad.com

陀螺的进动：jingyan.baidu.com