陀螺運動（gyroscopic motion）

陀螺運動（gyroscopic motion）是快速旋轉物體在你試圖使其傾倒時所表現出的違反直覺行為：它的軸不會朝你推的方向倒下，反而會朝側邊、與推力成直角地擺開。對一個用軸把持著、正在旋轉的自行車輪的前緣往下壓，它會左轉或右轉，而不是往下倒。這種側向閃避正是陀螺運動的標誌，也是旋轉陀螺不會直接翻倒的原因。

它直接源自轉動版牛頓定律：力矩 = 角動量的變化率，N = dL/dt。對一個快速旋轉的物體，L 沿自轉軸方向且很大。一個垂直於 L 的力矩 N 無法改變 L 的長度，只能改變其方向，因此 L（以及該軸）朝力矩方向轉動——與所施之力垂直。這就是穩定進動；對一個質量 M、重心距支點 r 的重陀螺，進動率為 Omega = M g r / (I_3 omega_3)：轉得越快，進動就越慢也越穩定。與之相關、對被傾斜本身的抵抗，稱為陀螺剛性（gyroscopic rigidity）。

一旦你看懂了，陀螺運動無所不在：不肯倒下的旋轉陀螺或陀螺儀、在速度下更容易平衡的自行車或機車、保持瞄準方向的膛線子彈或被拋出的橄欖球，以及讓飛機、船艦與太空船在毫無外部參考下保持方位的陀螺羅盤與慣性導航系統。同一套物理也會產生陀螺反作用力，在載具轉向時對渦輪轉子與船舶引擎的軸承施加應力。