学会了自由落体的秘密，是不是可以参加奥运会跳水？

我们的方形玩偶以三个不同的取向为旋转轴，具有不同的转动惯量。读大学或者学过高中竞赛物理的朋友们会知道，转动惯量计算公式为：

至于还在读中学的朋友们

我们暂时只需要记住，方形玩偶的这三个转轴对应的转动惯量的大小关系为：

I

＞I＞I

在抛接玩偶的过程中我们发现，I

和I对应的旋转都是比较稳定的（即上抛和下落过程中玩具的只绕指定的转轴旋转，可以参考玩具的黑色小耳朵），而I对应的旋转，则发生了绕其他轴的翻转。

 

这就是所谓的贾尼别科夫定理，即物体围绕最大和最小主轴转动时，转动是稳定的，而围绕中间轴转动时，转动是不稳定的。

 

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在转动过程中，由于非理想条件（比如旋转轴的微小晃动）导致角速度在另外两个主轴上有分量。当旋转轴为最大（或最小)主轴时，可以利用欧拉方程计算得到，此时物体在另外两个主轴方向上的运动为微小的简谐运动：

 

因此在宏观上处于一个稳态。而当旋转轴为中间轴时，物体在其他两个主轴方向的运动状态为：

   

因此整个旋转是不稳定的。

最后，来欣赏一下稳定的旋转式“自由落体”。