科學玩具－運動學－倒轉陀螺

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年07月29日。

請先預測一下，哪一個倒轉陀螺沒辦法倒轉過來？

當一個物體所受合力為零時，就會呈現一種靜止或等速狀態，稱為平衡。牛頓第一運動定律也提到過，不只是在靜止的時候可以達到平衡，連在運動的時候也可以。然而，靜態平衡多為穩定平衡；動態平衡則歸為不穩定平衡，陀螺就是屬於不穩定平衡。

在倒轉陀螺的上半部挖成向內凹陷，深度約陀螺的三分之一，於其中央插入一根轉軸，底部則是半圓球體。當陀螺旋轉到一定程度，便會開始頭下腳上地倒轉過來，直到整個倒立旋轉，中央軸反倒變成陀螺的底部，實在是非常神奇。

用黏土研究了一下，可以發現用眼睛仔細觀察一下就知道這個陀螺是不是良品了。看一下圖片就會發現，只要將陀螺靜置時，觀察其轉軸傾角是不是夠大。如果傾斜角度達到一定的程度就可以倒轉，換句話說，不會倒轉的陀螺的傾角不夠，也就是瑕疵品。

答案：會倒轉的陀螺，稍有傾斜（請反白）

答案：不會倒轉的陀螺，中央軸直挺挺的（請反白）

而這種陀螺是可以拆掉的，所以也可以讓學生使用黏土轉移重心位置，來進行以下的探究活動：
１、如何將不會倒轉變成會倒轉的？
２、又如何將會倒轉的變成不會倒轉的？

在半圓球體的陀螺內部下方較偏的位置，黏上黏土或滴上蠟油，目的是改變其重心。將陀螺轉動後，因重心偏轉，使得中央軸會由上開始向下搖晃並旋轉，似乎要倒下來，但是當旋轉到後半段時，就會因重心轉移的關係，使得陀螺筆直的站立起來。

但如果黏土或蠟油是在中心點上的話，就會變成不倒翁了。

所以也可以運用將重心調整在底部的方法做成各種造型的不倒翁