Tại sao con quay không đổ khi quay?

Trong số hàng nghìn người từng chơi quay hồi thơ ấu chắc chẳng mấy ai trả lời được câu hỏi đó. Con quay dù có quay thẳng đứng hay quay nghiêng cũng vẫn không đổ như ta tưởng. Lực nào giữ nó lại trong tình trạng không vững vàng ấy?

Lý giải nguyên nhân con quay không đổ khi quay

Lý thuyết về con quay khá phức tạp, và ta sẽ không đi sâu vào vấn đề ấy. Ở đây ta chỉ nói tới nguyên nhân chủ yếu khiến cho con quay đang quay không bị đổ.

Hình vẽ một con quay quay theo chiều mũi tên. Bạn hãy chú ý tới phần A của mép con quay, và phần B đối xứng của A. Phần A có xu hướng chuyển động dời xa bạn, còn phần B thì tiến lại gần hơn. Bây giờ bạn hãy theo dõi xem rằng khi nghiêng trục của con quay về phía mình thì hai phần ấy chuyển động như thế nào.

Bằng một cái va chạm như thế bạn đã bắt buộc phần A chuyển động lên trên, và phần B đi xuống dưới. Cả hai phần đều nhận một va chạm hướng vuông góc đối với chuyển động riêng của chúng. Nhưng vì lúc con quay quay nhanh, các phần của vành đĩa có vận tốc quay rất lớn. Do đó, vận tốc không đáng kể do bạn truyền cho sẽ hợp với cái vận tốc rất lớn của một điểm ở vành đĩa, tạo thành một vận tốc tổng hợp rất gần bằng vận tốc quay ấy. Vì vậy, chuyển động của con quay hầu như không thay đổi. Đó là lý do vì sao mà con quay hình như lúc nào cũng chống lại khuynh hướng làm cho nó đổ. Con quay càng nặng và quay càng nhanh thì khả năng đó càng lớn.

Mọi vật quay đều có xu hướng bảo toàn hướng của trục quay. Tính chất này được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật. Các loại máy hồi chuyển (dựa trên tính chất của con quay) - đại bàn, các máy ổn định...được lắp trê máy bay và tàu thủy.