陀螺:古老又新潮的玩具(5)
2023-04-27 来源:飞速影视
2019年日本一家公司使用了吉尼斯“最小的商用钢球轴承”制造出世界上最小的指尖陀螺,八人团队花了两个月的时间,制造出的这个陀螺长度约5.09毫米,据称拥有和其他指尖陀螺一样的功能,但玩者必须用一把镊子才能将其拿起。
这个网红陀螺过气后,陀螺又开始了与科技合体大变身,如变为能听歌的蓝牙耳机,实现与音乐的融合之美;又如变身电动汽车钥匙,成为排解堵车焦虑、放松心情的神器。
陀螺这种既古老又新潮的玩具,有着悠久的历史和不断发展的未来,它丰富了人们的日常生活,让我们在追求科技发展的同时享受到最朴实的快乐。
有此一问
为什么陀螺旋转时不会倒
世界许多文明地区都出现过陀螺。别以为它只是“小儿科”,科学家从这个古老的玩具中发现了高速旋转的陀螺可以竖直不倒、与地面保持垂直,这就反映了陀螺的稳定性。
旋转的陀螺为什么可以不倒呢?原来,陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动作“自转”,而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢,决定着陀螺摆动角的大小。在一定的初始条件和一定的外力矩作用下,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,又称为回转效应。
物理学上称绕支点作高速转动的刚体为陀螺,作为刚体绕定点转动的例子,陀螺运动引起了科学界长期的关注,在理论力学中是重要的一章内容。科学家利用陀螺的力学性质制成了各种功能的陀螺装置,如回转罗盘、定向指示仪等。1852年,法国物理学家莱昂·傅科发明了世界上第一个现代陀螺仪。陀螺仪自诞生以来,就一直是各军事大国的核心技术,因为它可以提供精确的方位、俯仰、位置、速度、加速度等信息,而激光陀螺仪能够直接与计算机系统相连,广泛应用于战机、导弹、潜艇等武器装备上。
延伸阅读
西方来复枪的鼻祖是陀螺
来复枪,是世界上第一把有膛线的线膛枪,也是现代狙击枪的鼻祖。其英文rifle有“膛线”的意思,这种膛线的设计原理就是来自陀螺。
在来复枪发明之前,人们只能使用滑膛枪,它有一个致命的缺点,就是命中率极低。在19世纪欧洲军队进行的队列密集射击测试中,面对一个宽3米、高1米的固定目标,在90米至270米的距离间,滑膛枪的命中率仅为53%至15%。
在受到重力、空气阻力等因素的影响下,滑膛枪无法做到子弹按直线轨迹前进,但线膛枪完全可以做到,“秘诀”就是这些位于枪管内壁的膛线。这种膛线数没有既定数目,通常有4条、6条和8条,这些螺旋形的沟槽让子弹沿膛线出发并增加了侧向力,使子弹旋转且稳定飞行,转速最高可达到每分钟8万转,射程和精准度增加了近一倍。
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