回旋镖在古代是以狩猎工具出现的,在20000年前就已经发现了最早的回旋镖。回旋镖也称回力标,即从扔出去以后,一直在高速绕自身旋转轴在旋转,这也是回旋镖能够回来的奥秘。
下面详解解说回力标回旋回来的原因
回力标能够回旋回来的必须具备以下两个特点:
一、飞出去时必须要旋转,保证进动;
二、其截面一定是下平上曲,保证升力。
受力分两步,一来分析回旋镖能够回来的原因,二来分析回旋镖不会立刻落地的原因。
回力标能够飞回的原因就是进动,进动的作用使得回旋镖的运动轨迹倾向于圆形。
为了更方便讲解进动,采用如上图的经典陀螺进动模型。陀螺在自旋,根据右手螺旋定则,旋转的陀螺角速度方向为L,重力矩M=r×mg,×算法的规则依然是右手定则,重力矩M的方向如图中M所示。
由图中所示M始终垂直L,即力矩方向始终垂直角速度方向,根据物理学原理,力矩是引起角速度改变的原因,由于这个90度夹角的存在,力矩就一直在试图改变角速度,正是这样,角速度方向一直在改变,从而轨迹形成一个圆。
回力标不落地可以用伯努利方程解释
不管什么形状的回力标,其截面一定是如下图所示的,上曲下平,这样回力标上方流动的空气速度一定是高于下方空气流动速度,与机翼的升力类似,空气流速差就产生了一个向上的压力差,这就是回力标能够回旋一圈不落地的原因。
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两条著名的科学原理决定了回旋镖的回旋特性:(1)曲面上方的流动空气会产生一种升力;(2)旋转的陀螺仪倾向于停留在原位置。
当人将回旋镖正确地投掷出时,回旋镖会垂直旋转。其结果是, 回旋 镖会产生升力,但这升力并不是向上的,而是向一侧。当回旋镖垂直旋转并向前移动时,回旋镖顶臂的空气流动会在特定时间内比尾臂的 空气流动速度更快。因此,顶臂所产生的升力要比尾臂大得多,从而 使回旋镖扭动自身。
然而,由于回旋镖的旋转速度极快;导致它像陀螺一样,以弧形线路弯曲。如果回旋镖在天上飞的时间够长,它就会 画一个正圆,飞回到投掷者手中。每把回旋镖都有着固有的轨道直径, 不受投掷力量或回旋镖旋转速度的影响。