在太空完全失重的真空中,轉動一個陀螺,那陀螺會在慣性作用下不停的轉下去嗎?

乖乖的Jane

會的。

在太空中,假設陀螺沒有受到任何引力的作用(實際不可能,但引力很小可以忽略),陀螺不受到外力,也就沒有外力矩(力矩是使物體轉到的物理量,定義見下圖),根據角動量守恆定律(角動量是描述物體轉動的物理量,定義見下圖),陀螺的角動量守恆,陀螺就會一直轉下去。

實踐經驗告訴我們:力使物體繞某點o產生轉動的效應,不僅與力的大小有關,還跟力到作用點的距離有關,比如你開門的時候,在門把手處推門和在門中間推門用的力不同。所以力矩的定義為:力Fx力臂L(這裡的x為矢量叉乘)。力矩的方向用“右手定則”確定。

角動量的定義為:

實際上你說的“慣性”叫做“轉動慣量”,你知道陀螺會一直轉動下去是由於慣性,說明你理解了角動量守恆的本質。


費曼學習法

簡單的考慮是會的,遵循能量守恆動量守恆,沒有外界干擾,它會一直這樣轉下去。地面上的陀螺會因為陀螺與地面接觸的部分以及空氣摩擦做功而停下來。



很多航天器就是依靠自身旋轉維持姿態的,比如咱們的東方紅一號,就是每分鐘120轉。

但是沒有什麼是永恆的。失重狀態是物體在引力場中自由運動時有質量而不表現重量的一種狀態,它依然受到引力的作用。確切地講,這些衛星或者陀螺加速度豎直向下時即為失重狀態。真空也不是真的空,宇宙沒有絕對沒有物質和能量的空間。


所以,在很久很久以後,陀螺除了自身材料發生變化之外,還會因為宇宙輻射等原因改變。如果想讓一個陀螺旋轉一千年,非常容易,發射到太空就可以。

但是如果想讓一個陀螺轉十億年,目前看來沒有什麼辦法可以保證。例如幾十億年以來,地球的自轉速度一直在變慢。


分享到:


相關文章: