陀螺不倒的秘密,竟然和宇宙一樣! 用地球陀螺探索歲差運動的奧祕
我是 Science Trainer 桑子研。逐工攏是做實驗的日子。
來用地球陀螺體驗「歲差運動」吧!
你有想過,陀螺為啥物仔袂倒落去嗎?明明就只是一直旋轉,卻會穩穩仔站佇彼。當你知影其中的祕密,應該會感覺:「原來物理這呢趣味!」
這擺我利用地球陀螺來觀察歲差運動。地球陀螺內底的圓盤若持續旋轉,軸就會保持穩定直立。這種現象叫做陀螺效應。任何咧旋轉的物件,攏有想欲維持原本旋轉軸方向的特性。咱騎腳踏車的時陣較容易保持平衡,也是因為輪仔一直旋轉,產生陀螺效應的關係。地球陀螺嘛仝款,只要內底的圓盤維持高速旋轉,軸就會一直穩穩仔直立。
陀螺若傾斜,奇妙的事情就發生矣
當內底的圓盤猶原咧旋轉的時陣,若共陀螺斜斜仔放,會看著陀螺開始做擺頭運動。來看底下這段影片。
親像按呢,共伊微微仔向左邊傾斜放落去:

看起來親像毋願閣繼續倒落去仝款,伊就開始左右擺動。
歲差運動到底是啥物?
這種擺頭的運動,就叫做歲差運動。
來稍微想像一下。當旋轉中的陀螺開始傾斜,重力會想欲共伊拉倒。但是高速旋轉的陀螺並毋是直接對抗這股力量,反倒會出現一種違反直覺的反應──向旁邊移動。結果,陀螺的軸並毋是照欲倒落去的方向移動,反而開始畫出一個圓圈,像咧搖頭仔仝款轉動。
若欲比喻,親像有人對你正面推肩胛頭,你毋是直接向後倒,反倒轉去旁邊旋轉開來。物理學內底,這種「受力方向佮運動方向無仝款」的現象,是利用角運動量來解釋。旋轉中的陀螺儲存著一種看袂著的量,叫做角運動量。當外力作用佇伊身頂的時陣,外力佮角運動量互相影響,就會產生出人意料的運動方向。
其實地球本身嘛咧做歲差運動
這種歲差運動,其實咱所居住的地球嘛有。
地球維持約 23.4 度的地軸傾角咧自轉,同時受到月娘佮日頭引力的影響,地軸會親像陀螺仝款慢慢仔擺動。這個循環一擺竟然愛約兩萬六千年!用人一世人的時間根本看袂著變化,毋過地球確實一直慢慢仔搖頭。
也因為歲差運動,北極星並毋是永遠仝一粒星。古代埃及金字塔建造的時代,北天最接近北極的星並毋是今仔日的北極星(Polaris),而是一粒叫做「Thuban(圖班)」的星。看起來細漢的歲差運動,其實佮人類歷史佮文明發展攏有深深的關聯。
迴力鏢飛轉來的祕密,原來嘛是歲差運動
歲差運動是一種真無容易靠感覺理解的神奇現象。其實,迴力鏢會飛轉來,嘛佮歲差運動有關係。
迴力鏢擲出去以後,會邊飛邊旋轉。這時,上下兩片翼仔受到的空氣作用力無仝,造成整支迴力鏢受到一股想欲共伊傾斜的力量。毋過按照歲差運動的原理,迴力鏢毋是照欲倒的方向移動,而是開始向橫邊彎曲飛行。最後畫出一個大大的弧線,閣飛轉來擲的人身邊。
想著古早人狩獵用的工具內底,竟然藏著這款高深的物理原理,真正予人感覺不可思議!
一粒小小的地球陀螺,竟然連結著地球自轉、宇宙的長久歷史,甚至是迴力鏢的飛行秘密。若有機會,誠推薦你親手試看覓,感受這種神奇又迷人的運動現象。
聯絡與合作邀請
想欲予科學的趣味佮神奇更加貼近生活!這个網站整理了真濟佇厝內就做會使的科學實驗,以及簡單好理解的技巧分享,歡迎四界搜尋看看!
・《科學的筆記本》內容已經出版成冊,詳情請看這裡
・關於經營者桑子研的介紹請看這裡
・各種合作邀約(寫作、演講、科學教室、電視節目監修、出演等等)請看這裡
・文章更新消息攏會佇X發布!
科學點子頻道持續分享各種精彩實驗影片!
5月のイチオシ実験!
キーンと冷えるドライアイス!気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが?

液体ゼロ!ドライアイスが消えるまでの3時間を科学する(昇華・凝結・等速度直線運動)
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日(木)「THE突破ファイル」(日本テレビ)の科学監修を担当しました。
- 5月8日(金)理科教育ニュースを担当しました。
- 6月14日(日) 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日(金) 千葉大学の公開研究会(中学理科について授業公開予定)
- 7月18日(土) 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』(講談社)…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり6刷となりました(2026/02/01)

- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』(学研)… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS(更新情報をお届け!)
X(Twitter)/instagram/Facebook(日本語)
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ!授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中!AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。

