将一个陀螺放置在桌面上 , 它会向一个方向倾倒 , 但如果将其旋转起来 , 它便能够稳稳地立在桌子上 , 只要旋转不止 , 它就不会倾倒 。
一个旋转着的陀螺的稳定性与这个陀螺的转速有着直接的关系 , 转速越快 , 陀螺就越稳 。这是因为旋转着的物体都有一个转轴 , 这个转轴的方向是不容易轻易改变的 , 这是由旋转物体的特性所决定的 , 转动速度越快 , 转轴的方向便越难以改变 。所以当我们为一个旋转的陀螺提供一个支点 , 那么这个陀螺便会竖直地在支点上转动 , 转轴始终指向上方 , 但是如果我们将旋转的陀螺以一定的倾斜角度放置在这个支点上 , 它就会保持原有的倾斜角度在支点上转动 , 同时陀螺本身还会围绕支点做圆周运动 。
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【智能手机离不开陀螺仪,什么是陀螺仪?它是怎么发挥作用的?】根据陀螺的特性 , 人类设计出了另一个东西 , 那就是陀螺仪 。
陀螺仪从外表看起来与陀螺很是类似 , 而实际上它也就是将一个旋转着的陀螺安装在了一个万向支架上 。由于转动着的陀螺的转轴方向很难改变 , 所以不论我们如何转动万向支架 , 中心的陀螺都能够始终保持稳定 , 而不出现方向上的改变 。这看起来似乎很是奇妙 , 但我们的古人其实早就制造出了类似的东西 。如果你喜欢看一些古装宫斗剧就会发现 , 里面的妃嫔在冬天的时候总是挂着一个球形的镂空暖炉 , 里面装有炭火 , 这些炭火为什么不会倾泻出来将人烫伤呢?
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古代暖炉中的炭火之所以不会倾泻出来 , 就是因为这个暖炉的结构就是一个万向支架 , 支架的中心装有炭盆 , 无论外部的结构如何晃动 , 里面的炭盆都能够保持稳定 , 所以炭火不会掉出 。
我们所说的陀螺仪其实就是把球形暖炉中间的炭盆换成了陀螺 。那么陀螺仪有什么用呢?它的作用就是测量物体的姿态 。因为陀螺仪中心的陀螺方向不会发生变化 , 所以当我们将一个陀螺仪安置在一个物体之中时 , 只需要测定陀螺仪外部支架与陀螺之间各个方向的角度 , 就可以测定一个物体的具体姿态了 。在日常生活中 , 很多东西都需要用到陀螺仪 , 下到航海 , 上到航天 , 当然还有我们的手机 。
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陀螺仪是智能手机不可或缺的一个重要部件 , 没有陀螺仪 , 那么智能手机的多数功能基本无法实现 , 因为很多功能都需要精确了解手机的具体姿态 。
虽说手机少不了陀螺仪 , 但怎么看 , 我们的手机里都不像是装备了这个东西 , 因为手机内部的空间实在是有限 , 似乎没有安装这个东西的地方 。事实上如果我们将手机拆开 , 确实也看不到陀螺仪 , 这是怎么回事呢?手机中的确安装有陀螺仪 , 但是手机中的陀螺仪与刚才我们所讲的陀螺仪并不相同 , 它虽然也叫做陀螺仪 , 但与陀螺就没有什么关系了 , 从外观上来看 , 它就是一个边长只有几毫米的黑色小方块 。
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这个黑色的小方块有着一个名字 , 叫做“微机电陀螺仪” 。
微机电陀螺仪虽然也叫陀螺仪 , 但无论是外在还是内在 , 都与陀螺没有什么关系 , 它之所以能够测定物体的姿态 , 是利用了科里奥利力 。科里奥利力是由法国气象学家科里奥利所提出的 , 简言之就是在一个旋转的系统里 , 如果有一个直线移动的物体 , 那么就会受到这个旋转系统的影响 , 移动路线发生偏转 , 变为一条曲线 。地球在自转 , 所以地球就是这样一个旋转系统 , 由于地球自西向东旋转 , 所以在北半球 , 不论从哪个方向吹来的风 , 都会向右偏转 , 而在南半球则恰好相反 , 风会向左偏 。
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