昨日上午，神州十號(hào)航天員王亞平作為我國(guó)第一位“太空教師”成功地完成了時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)的太空授課。王亞平老師通過(guò)質(zhì)量測(cè)量、單擺運(yùn)動(dòng)、陀螺運(yùn)動(dòng)、水膜實(shí)驗(yàn)和太空水球制作等五個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，生動(dòng)而形象地展示了失重環(huán)境下物體運(yùn)動(dòng)特性、液體表面張力特性等物理現(xiàn)象，并通過(guò)視頻通話與地面課堂師生進(jìn)行互動(dòng)交流。
這些美妙的實(shí)驗(yàn)反映了什么樣的物理原理?天地物理特性的差別給航天飛行帶來(lái)什么影響，在航天活動(dòng)中有什么樣的應(yīng)用?清華大學(xué)航天學(xué)院副教授王兆魁對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了解讀。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：王亞平取出一個(gè)紅黃相間的陀螺懸放在空中。用手輕推陀螺頂部，陀螺翻滾著飛向遠(yuǎn)處。緊接著，她又取出一個(gè)一模一樣的陀螺，讓它旋轉(zhuǎn)起來(lái)，懸浮在半空中，再用手輕輕一推，旋轉(zhuǎn)的陀螺不再翻滾，而是保持著固定的軸向向前飛去。
專家解讀：轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺具有定軸性，定軸性遵守角動(dòng)量守恒原理——在沒(méi)有外力矩作用的情況下，物體的角動(dòng)量會(huì)保持恒定。航天員瞬時(shí)施加的干擾力不能產(chǎn)生持續(xù)的力矩，由于角動(dòng)量守恒，旋轉(zhuǎn)陀螺的旋轉(zhuǎn)軸就不會(huì)發(fā)生很大改變。而這一點(diǎn)在地面上之所以很難實(shí)現(xiàn)，并不是因?yàn)榻莿?dòng)量守恒定理不成立，而是因?yàn)橥勇菖c地面摩擦產(chǎn)生的干擾力矩等因素改變了陀螺的角動(dòng)量，使其旋轉(zhuǎn)速度逐漸降低，不能很好地保持旋轉(zhuǎn)方向。
利用角動(dòng)量守恒定律，我們可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的定向控制�；谕勇葜赶蚍�(wěn)定性特點(diǎn)制成的陀螺儀，還被廣泛用于不同領(lǐng)域各種平臺(tái)的穩(wěn)定控制。雪鐵龍C6轎車上就安裝了測(cè)量車身縱向和橫向擺動(dòng)的陀螺傳感器，可以實(shí)現(xiàn)車身穩(wěn)定度的控制。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/221249.html
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