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第二章 力学 第八节 陀螺与平衡环

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儿童们对玩陀螺极感兴趣。当用鞭绳抽打陀螺时,陀螺在地面上的运动令人乐趣无穷,莫测其妙。它既在某一锥面上作回转运动,称为进动,又绕着自己的中心轴作自转运动;同时,在进动运动的附近作极小辐度的抖动,称为章动。

图2-14

如果抽打得法,陀螺快速运动之后,就斜立在地面上而不会倒下,每次回转的途径实际上也并不相同。明代刘侗和于奕正合著的《帝京景物略》一书中,详细记述了陀螺的形状、结构、制造和玩耍方陀螺的运动法。他们写道:

卓于地,急掣其鞭。一掣,陀螺则转,无声也。视其缓而鞭之,转转无复往。转之疾,正如卓立地上,顶光旋旋,影不动也。

刘侗和于奕正虽未曾道出“进动”、“自转”、“章动”这些运动名称,但他们对陀螺回转运动作出了再恰当不过的描述。“卓立地”,就是指陀螺在快速运动过程中不会倒下;而“转转无复往”,即每一周旋转的途径各不相同。

中国人一代一代地玩陀螺,大概有几千年的历史了。但究竟起源于何时,无从查考。从《帝京景物略》的记载推之,从历代众多的杂技百戏看,它可能起源于唐宋年间。新石器时代有一种陶制(或石制)的纺锤,它是一种纺纱用的工具。陀螺很可能是从纺锤发展来的。偶尔人们发现,纺锤掉落地上具有独特有趣的回转运动,于是它就会被当成一种玩具,并发展出多种形式的陀螺。

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