陀螺轉(zhuǎn)椅/陀螺儀/角動量--科技館展品展項方案

展示內(nèi)容

展項為一個由轉(zhuǎn)臺上的座椅、可手動旋轉(zhuǎn)的飛輪、護欄等構成的陀螺儀。座椅設置有腳踏和剎車裝置，可供1 名參與者乘坐。當參與者坐在座椅上后，可以操縱飛輪使陀螺沿Y軸改變旋轉(zhuǎn)軸的方向，由于陀螺效應，坐在座椅上的參與者會沿Z軸轉(zhuǎn)動；科技館展品制作生產(chǎn)源頭工廠-上海慣量自動化有限公司提示大家如參與者反方向操縱飛輪，使陀螺沿Y軸反方向改變旋轉(zhuǎn)軸的方向，則坐在座椅上的參與者會沿Z軸反方向轉(zhuǎn)動。

科學原理

角動量守恒定律是物理學的普遍定律之一。反映不受外力作用或所受諸外力對某定點（或定軸）的合力矩始終等于零的質(zhì)點和質(zhì)點系圍繞該點（或軸） 運動的普遍規(guī)律?？萍拣^展品制作生產(chǎn)源頭工廠-上海慣量自動化有限公司提示大家例如一個在有心力場中運動的質(zhì)點，始終受到一個通過力心的有心力作用，因有心力對力心的力矩為零，所以根據(jù)角動量定理，該質(zhì)點對力心的角動量守恒。因此，質(zhì)點軌跡是平面曲線，且質(zhì)點對力心的矢徑在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。

角動量守恒定律是物理和自然界的一條重要定律?？萍拣^展品制作生產(chǎn)源頭工廠-上海慣量自動化有限公司提示大家它在物理和工程中都得到了很廣泛的應用。例如：當滑冰者手臂收縮時，自我旋轉(zhuǎn)滑冰者的轉(zhuǎn)動速度就會加快。太陽系中行星繞太陽的公轉(zhuǎn)、月球繞地球的運轉(zhuǎn)、物體繞某一定軸的轉(zhuǎn)動等，在這類運動中，運動物體速度的大小和方向都在不斷變化，因而其動量也在不斷變化。在行星繞日運動中，行星受指向太陽的向心力作用，其運動滿足角動量守恒。

參與方式

① 參與者坐在轉(zhuǎn)臺的座椅上；

② 快速旋轉(zhuǎn)飛輪，使內(nèi)部的機械結構帶動整個轉(zhuǎn)臺開始旋轉(zhuǎn)；

③ 改變飛輪的轉(zhuǎn)動方向，體驗轉(zhuǎn)臺反向轉(zhuǎn)動，從而了解角動量守恒的現(xiàn)象。

表現(xiàn)形式

機械互動

視頻演示