怎样做一个指尖陀螺

物理学家拿出一个陀螺，放在地上转一下，并开始用鞭子使劲抽打它，随着陀螺越转越快，陀螺也像不倒翁一样，虽然只有一个尖着地，却左右摇摆而不肯倒下。这就是陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向）的惯性。

陀螺只有一个旋转方向，已经很稳定了。而自行车有2个轮子，显然自行车轮子在高速旋转的时候，会使自行车更稳定。因此，骑车人撒开车把也不会倒下。

但遗憾的是，这并非一个合理的解释。

陀螺效应在保持自行车稳定中也许起到不可忽略的效果，但是，如果自行车单单凭借陀螺效应保持稳定，那么，初学者也应该在高速骑车时不会倒下。但是，2个陀螺似乎并不足以支撑骑车人重达几十公斤的身体的倾斜。刚学习骑车往往会摔得很惨。从另一个方面看，骑独轮车的杂技演员由于车速很低，甚至车轮完全停止转动，则基本无法依靠陀螺效应保持平衡。

自行车的平衡首先来自于骑车人腰部的肌肉。熟练的骑车人，其身体形成自动的条件反射，当自行车稍微倾斜倒下时，人的身体会感受到，腰部肌肉会自动动作，把身体拉向另一侧，形成的反向力矩促使车身抬起。我们学习骑自行车，也就是训练身体的肌肉完成这种条件反射，而一旦学会，这个控制回路就保持在小脑中，随时可以启用，许多年也不会忘记。

但是高速骑车时，会感觉车子比刚刚起步的时候稳定，这又是为什么呢？

自行车本身的平衡机制，来自于前叉后倾。我们可以观察到，几乎每辆自行车的车把轴，都不是与地面完全垂直，而是后倾的。由于前轮是固定在车把的前叉上，因此又叫前叉后倾。前叉后倾，使车辆转弯时产生的离心力其所形成的力矩方向，与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。这样，车子就有了自动回正的稳定性。车速越快，所造成的恢复力矩越大，骑车人就越感到稳定。这就是高速骑车时，会感觉车子比刚刚起步的时候稳定的原因。

一般而言，车子前叉越后倾，车子越稳定，但转动车把越费劲；而后倾角度小，转把较容易，但车子的稳定性不够。但如果自行车完全没有前叉后倾，那么，骑自行车会是一件很痛苦的事情。

自行车其实是相当复杂的力学体系，而汽车的前轮定位更加复杂。有主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束，这保证开车的时候车子尽可能稳定，但又减少轮胎的磨损。

陀螺绳子不回弹是因为里面弹簧坏了,那个没有什么维修价值,只能重新购买。打开盖给弹簧调试一下即可。

里面有弹簧收线的，应该是弹簧松了拆开来看看，把弹簧换一下就可以了。陀螺是汉族民间最早的娱乐工具，也作陀罗，闽南语称作'干乐'，北方叫做'冰尜'或'打老牛'。

形状上半部分为圆形，下方尖锐。从前多用木头制成，现代多为塑料或铁制。玩时可用绳子缠绕，用力抽绳，使直立旋转。或利用发条的弹力旋转。传统古陀螺大致是木或铁制的倒圆锥形，玩法是用鞭子劈。

陀螺，是青少年们十分熟悉的玩具。风靡全世界。中国是陀螺的老家。从中国山西夏县新石器时代的遗址中，就发掘了石制的陀螺。可见，陀螺在我国最少有四、五千年的历史。

什么叫做Countersteering / 推胎 / 推把呢？

如上图，countersteering，顾名思义，“反向导向”——"Push left, go leftPush right, go right"最简单直白地形容，便是左转推左把手，右转推右把手。下面图中的车手，进入右弯，他推了右把手，从而使得前轮偏左：

Countersteering这件事情，一定程度上违背我们的直觉，因为根据我们驾驶汽车和平时骑自行车的经验，打方向的手法应当是车头方向同目标方向一致——左转时推右把手使得车头往左，右转时推左把手使得车头向右。根据直觉来说，如果不推把手，那在两轮车上，我们也应当是采取偏移重心（车/身体）向目标方向的做法——左转时左倾，右转时右倾，而不是反直觉地countersteer。不过，如果不counterintuitive，这个技巧也不会叫countersteering了。

但其实客观来讲，推胎这件事，我们可能或多或少都做过或者见过，比如下面这张图：

这位工作人员通过左推把手实现了左转，这便是非常典型的coutersteering。大家是否能回想起来自己自己有时候高速骑车/玩滑板车的时候，想要左转，却一刹那间有些出乎意料的脱离控制的时候呢？那便多半就是我们第一次体会到countersteering/推胎的时候。

倾斜身体，移动重心来过弯是符合直觉也不无道理的。我们来简单地复习一下初中物理。物体具有惯性，一个做匀速圆周运动的物体要保持匀速圆周运动而不是直线运动，则需要外界的合力形成一个向心力F。微观地看，物体的惯性会使得它从A运动到B，而向心力（外界合力）使得它从B到C，从而保持在圆周上：

我们假设时间为delta t，圆周半径为r，速度表示为v，加速度表示为a，则有下面推导，得到向心力F=mv^2/r：

很显然，我们现在看“匀速圆周运动”的视角，并不是一个惯性参考系，所以接下来的受力分析，我们需要引入一个离心力(=向心力mv^2/r)，才能继续使用牛顿定律：

而很显然，下图中的f1和f2也是需要相等才能受力平衡的：

因此有该角beta = arccot (v^2 / (gr)):

所以我们过弯的时候，速度v越大，所需要的倾角theta = (90-beta)也就越大。从这个意义上讲，与其说是我们通过倾斜来过弯，不如说过弯如果要保持速度，我们就不得不保持相当的倾斜。

那么这一切跟推胎/countersteering又有什么关系呢？

引用一个百度百科的解释：重力对高速旋转中的 陀螺 产生的对支撑点的 力矩 不会使其发生倾倒，而发生小角度的 进动 。此即陀螺效应。进动说一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转——注意，是转轴旋转。

首先想象一个转轴垂直的陀螺，如果受到了水平方向的力使得支撑点不平衡，它的陀螺仪效应（进动）很容易想象：

而更通俗地说，我们可以认为物体有一种保持原轴旋转的惯性。而车轮旋转速度越快，角速度越快，则角动量（及动量矩）也就越大，这种“惯性”就越大，也就越稳定。这就是为什么高速骑行时，更容易保持平衡的原因。

在弯道行进的摩托车，如下图所示，向心力和重力分别会对车轮产生一个力矩，实现了平衡：

从这里我们便可以想象出推胎的原理了：比方说一个想右转的车手，现在车体和身体都保持正直，向前推了右车把，车头偏左，此刻向左的向心力则有了一个力矩，迫使车身向右倾斜，而这正是我们高速右转所需要的。这也就是说，因为左转需要向左侧倾斜，而在不倾斜的情况下，一个向左转的倾向（车头），会使得车身向反方向（右）倾斜，为车手所利用，进行转向。

同时，因为陀螺仪效应，我们转动车头（前胎）时，前轮产生进动，这也是（向相反方向的）倾斜产生的一部分原因。

比较常见的说法，是高速骑行时（比如说至少12英里每小时以上的速度），countersteering才有必要使用。这是一种很直接的体会，但是并不准确。

根据上面的分析，我们已经可以看到，countersteering的原理跟速度并没有关系，所以本质上，低速运动时，countersteering也是可以使用的。但是我们为什么往往没有注意到呢？容易想到，低速骑行时，保持速度过弯需要的倾角非常小，我们很容易通过身体稍微倾斜来完成。并且，低速时我们会无意识地很频繁地调整车头，从而完全忽视了countersteering的存在。

在实际的骑行之中运用countersteering是非常简单的——只需要记住"Push left, go leftPush right, go right"并执行就可以了。当然，我们要把一个违反直觉的操作变成直觉，这需要不断的训练和用经验说服自己。

不得不说的是，掌握countersteering，并将其变成肌肉记忆，对于骑行安全是一个关键点。因为在过弯时如果速度非常快，不论是因为入弯前减速不到位也好，还是没有预知到这个弯道也好，我们都需要维持一个更大的倾角来过弯——因为此时减速造成骑行不稳定这一风险其实更大。但是这一点在速度过快，我们有些失去冷静的时候是很难做到的——本来就在一个狭窄的陡弯30mph地过弯，没有及时减速的骑手有些失去了自信，此时还要往弯道相反的方向推车把。在紧急关头保持冷静做出正确判断，是很难得的素质，所以我们最好的做法，就是为自己培养出countersteering的本能，让我们的应急反应成为正确反应。