國立台灣師範大學物理系 物理教學示範實驗教室(網站) 物理問題討論區 (黃福坤)
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力學 標題:陀螺儀gyroscope
1:黃福坤(研究所)張貼:2006-10-21 23:33:14:
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陀螺儀是物理系大二理論力學的標準內容,陀螺除了繞本身對稱軸轉動外由於重力產生的力矩使得 也繞重力場方向的軸轉動
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2:謝怡芳 (研究所)張貼:2006-11-02 11:52:32: [回應上一篇]
你好~影片看不到了,可以再放上嗎?對於陀螺儀如何轉動還是很模糊,希望可以看到影片,另外可以請問陀螺儀是如何應用在航空航海上呢?
3:黃福坤 (研究所)張貼:2006-11-02 16:44:04: [回應上一篇]
以上不是影片而是java動畫 本網站有超過千個物理相關動畫
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若是將支點支撐於陀螺儀的重心 則陀螺儀因為沒有力矩 轉動方向永遠不會改變
則船隻或飛航器轉向時 便可知道轉了多大的角度!


4:謝怡芳 (研究所)張貼:2006-11-04 09:51:37: [回應上一篇]

感謝你的回應

因為我本身不是學物理的 所以對你所說還是感到很抽象

所謂的陀螺儀沒有力矩是指他沒有受到外力嗎?

轉動方向永遠不變是說像上面動畫一樣都繞同軸旋轉嗎?


 


5:黃福坤 (研究所)張貼:2006-11-04 12:19:33: [回應上一篇]

動畫中的陀螺 的重力與支點之間 存在力矩 因此轉動方向都一直在改變

若是支撐點選在陀螺的重心時 陀螺會一直對稱軸的方向不會改變 只是會自轉而已!

至於力矩 應該是從國小五六年級就開始有教導的內容

力的作用是改變物體移動狀態(速度改變) 力矩則是改變物體轉動狀態(角速度改變)

例如推門時朝著垂直於門板方向的力才會讓物體轉動

力矩=力 *力臂

或者想一想 從蹺蹺板的不同邊施力(大小.施力方向與施力點不同)都 會讓其轉動效應不同

若是連力矩都不知道其意義 我只能建議你先看看課本


6:謝怡芳 (研究所)張貼:2006-11-04 17:42:36: [回應上一篇]

你好~可能我表達的不是很好

你所謂的沒有力矩是說在轉動過程中嗎?因為要讓它轉動還是需要一個外力吧?

抱歉佔用很多版面問些很trivial的問題>"<

另外也謝謝你不嫌麻煩的回答


7:黃福坤 (研究所)張貼:2006-11-04 20:59:30: [回應上一篇]

物體所受外力和為零時 可以等速度運動

同樣物體所受外力矩和為零時 可以等角速度轉動

若無摩擦等消耗 維持等速度運動不需外力 維持等角速率轉動也不需要力矩

力的作用是改變速度 力矩的作用則是改變角速度


8:洪岱燐張貼:2011-12-12 19:58:57: [回應第5篇]
我想問:「重力對陀螺儀有力矩,但它為何不是垂直落下,而是持續轉圈,速度變慢,跟轉軸的角度也越來越大;掉下後,再放上去,還是一樣的狀況,但是它垂直往下掉落的角速度變大。」
請問陀螺儀會慢慢繞著自轉軸與自轉軸角度慢慢變大落下,而非直接落下?


9:黃福坤(研究所)張貼:2011-12-12 23:10:47: [回應上一篇]
當陀螺儀沒有旋轉時 其落下方式 應該是符合你的期待
(應該不是你所說的垂直落下 而是轉動)
但是當陀螺儀轉動時 用手比一下此時的角動量為何(注意其方向)
然後 也比出 力矩的方向
比較一下 角動量的改變方向 是否和力矩方向一致




10:洪岱燐張貼:2011-12-13 18:19:30: [回應上一篇]
我有再去找學校老師討論,我最後的想法是:「陀螺儀的轉動動量朝向上方的桿子,重力做的力矩垂直地面,2個的方向朝出紙面,所以他上端的桿子會繞出一個圓;如果沒有空氣阻力,他會不斷地繞,而且不會掉下來,因有空氣阻力,所以轉動動量減少,所以公轉會越來越低。」

這邊有沒有神麼需要修正的?
11:澤瑩榮譽點數1點(大學理工科系)張貼:2013-02-20 23:26:53: [回應第1篇]
請問這個動畫的力矩方向是不是怪怪的呢?敝人以為力矩方向是延圓周切線方向的?
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