倔強(qiáng)的陀螺

正式提出“陀螺”這個(gè)術(shù)語(yǔ)的，是19世紀(jì)中葉的法國(guó)物理學(xué)家傅科。在英語(yǔ)中，陀螺就是“回轉(zhuǎn)體”。

陀螺有個(gè)很倔強(qiáng)的脾氣。靜止的陀螺，在地面立不起來(lái)；可是當(dāng)它旋轉(zhuǎn)起來(lái)以后，就立得很穩(wěn)了。這是為什么呢？原來(lái)一個(gè)東西旋轉(zhuǎn)起來(lái)以后，它就具有一種特性：保持旋軸方向不變，這是受力后的一種慣性，沒(méi)有這種慣性，物體就不能旋轉(zhuǎn)，科學(xué)家把物體旋轉(zhuǎn)時(shí)保持旋轉(zhuǎn)方向不變的特性，稱為：“定軸性”。高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，這個(gè)特性更明顯。即使地面上高低不平，或者在斜面上，它也“穩(wěn)如泰山”。而且，轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)得越穩(wěn)。雜技里的轉(zhuǎn)碟、耍盤(pán)子、丟帽子都是利用陀螺的這種怪脾氣。

利用陀螺的定軸性，人們發(fā)明了陀螺羅盤(pán)，用來(lái)指明方向。比如把陀螺裝在飛機(jī)上，事先讓它的軸對(duì)準(zhǔn)南北方向，然后讓它高速旋轉(zhuǎn)。這樣，不管飛機(jī)如何改變航向，而陀螺軸總是指向南北方向，這就是絕妙的“指南針”。

1904年，德國(guó)發(fā)明家安許茨制成了航海陀螺羅盤(pán)，并將它裝在潛艇上。由于磁羅盤(pán)在北極失去作用，而陀螺羅盤(pán)在極地也照常工作，所以航海陀螺羅盤(pán)在北極探險(xiǎn)中起了很大作用。1909年，世界上第一輛載人單軌車廂產(chǎn)生了，它能運(yùn)載40人。因?yàn)樯厦嫜b有一個(gè)大陀螺，所以運(yùn)行十分穩(wěn)定。1914年，英國(guó)和俄國(guó)工程師不約而同地用同樣原理，制成了前后各有一個(gè)輪子的“雙輪汽車”。 這種車被人稱為“魔車”，其轟動(dòng)整個(gè)歐洲不倒的秘密也是上面裝了一個(gè)大陀螺。

從30年代開(kāi)始，陀螺儀用到了航空上。后來(lái)又用到火箭、導(dǎo)彈及其他航天器上。

1958年10月11日，美國(guó)發(fā)射的一枚月球火箭失敗了。追查起來(lái)，是上面的陀螺出了毛病。這枚火箭上裝了一種陀螺導(dǎo)航儀，陀螺是在軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)的，由于軸承中間有摩擦，使它轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，這樣儀器就產(chǎn)生了偏差，使火箭向上仰了3.5度，結(jié)果沒(méi)有擊中月球而失敗了。