近日，学校有不少学生在备战“铁丝陀螺比久”项目，有学生来到工作室寻求指导，笔者对铁丝陀螺也顺便做了一番探究。所谓“铁丝陀螺比久”，就是用一根长度为20cm的铁丝弯折成一个陀螺，旋转时间长者获胜。在初速度一定的前提下，如果要让铁丝陀螺转得久，要满足如下条件：第一个是转动惯量要大，即陀螺的质量要尽量分布在圆周上。第二个是外形要尽量圆，旋转时尽量减小风阻。第三个是支点要在圆心。第四个是重心要在支点上。![]()
网友制作
在圆筒和环形贴纸的协助下，前三个比较容易实现，最困难的是第四条，就是调整重心与支点重合。笔者在几何画板中测算后发现，连接圆周与支点的铁丝不能是直线，可以是折线或圆弧。如果连接圆周与支点的铁丝是直线，则无法把圆环整体的质心调整到圆心位置。也就是说，利用补偿法，使连接圆周与支点的圆弧对支点的力矩恰好等于圆周缺口部分原来对支点的力矩。
![]()
经过测算，在外形是圆周、支点在圆心、且质心与圆心重合的前提下，连接圆周与支点的铁丝如果是一个约为102.5°的圆弧，而圆周上对应位置有一个角度约为35°的缺口，是可行的。这是符合条件的一种形状，当然也有符合条件的其他形状。![]()
笔者一时找不到铁丝，临时剪了一个铁丝衣架，让铁丝在一个圆柱形玻璃瓶上按压弯制出圆环，按照前述参数进行了手工制作，稍作调试，铁丝陀螺就十分稳定地旋转起来了，非常安静。
笔者自制
一根铁丝，一把钳子，就能做出个有趣的铁丝陀螺。这是河南省科技运动会指定竞赛项目，有兴趣的可以参赛，看看谁现场制作的铁丝陀螺旋转的时间最长。
