倒立陀螺

倒立陀螺（英语：Tippe Top），又称香菇陀螺、蘑菇头，是一种陀螺，其转动时能够自发地翻转自转轴，并最终以柄为轴稳定地旋转。视觉上体现为一个“蘑菇头”在旋转一段时间后“站”了起来。它由德国护士 Helene Sperl 在1898年发明。^[1]

倒立陀螺
类型	陀螺

一个从释放到倒立起来的倒立陀螺

介绍

倒立陀螺的外貌为被切去一小块的球体，同时有一根短柄垂直于截面，且穿过截面中心。短柄可帮助使用者拿起以及转动陀螺。倒立陀螺在以较高的角速度旋转时，它的柄会慢慢向下倾斜，直到某一刻，整个陀螺翻转起身，并以柄为轴稳定地旋转，会像普通陀螺一样逐渐减速，失去稳定性并倒下。 翻转的过程中，陀螺的重心被抬起，使得其重力势能增加，倒立陀螺看似得到了能量。但引发翻转的是陀螺与地面因摩擦而产生的力矩，它在增加陀螺重力势能的同时也会减少陀螺的动能，因此陀螺的总机械能并没有增加。^[2]

因为角动量守恒定律，陀螺翻转后，它旋转的方向跟释放时一致。

原理

常见的假设里，倒立陀螺在与地面接触点的速度为零，即纯滚动。然而，此假设不会得出完全正确的结论，需要进一步考虑滑动摩擦才能完全表述出该陀螺反常的运动。 ^{[3] [4] [5]}

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大头著地时，陀螺在低转速时稳定，高转速时不稳定；柄著地时则相反，在低转速时不稳定，高转速时稳定。^[7] 生活中，与倒立陀螺类似的还有鸡蛋的旋转。使熟鸡蛋的侧面触地绕赤道轴旋转，鸡蛋会像倒立陀螺一样逐渐被抬起，最终绕极轴旋转。

参见

• 回旋陀螺，另一种因滑动摩擦而出现奇特运动现象的陀螺。