研究陀螺力对力学系统的影响,进而建立某些判别系统稳定性的准则,为分析工程技术问题提供必要的理论依据。 具有高速转动的旋转对称型部件的仪器叫做陀螺仪。陀螺仪可以装配在固定基座上或运动机座(如飞机、火箭和卫星)上工作。由多个陀螺仪和有关的元部件组成的系统称为陀螺系统。 在含有陀螺仪的系统的运动方程中,会出现速度的线性项,这些项的系数矩阵是反对称的。如果把这些项视为力,它们就是理论研究中通常所说的陀螺力(或称为陀螺项);这种力在系统的实位移上所做功的和等于零。陀螺力不仅出现在含有陀螺仪的系统中,而且也出现在许多不含陀螺仪的力学系统和物理系统中,如自旋卫星的陀螺效应和不变磁场对运动电子的作用力也都具有陀螺力的性质,因此,用陀螺力的观点来研究问题具有更广泛的意义。 学者们早就发现,旋转物体的陀螺现象是宇宙间一种常见的自然现象。天文学家们很早就发现地球的地轴具有经常指向北极星的特性,后来又发现地轴的指向还在作两种有规则的周期运动:进动和章动(见刚体定点转动解法),这就是地球的陀螺现象。可见,地球本身就是一个带有液体的大陀螺。陀螺仪在工程技术上的应用始于18世纪中叶,当时在航海技术上虽也做过试验,但还没有造出真正适用的陀螺仪。直至20世纪初才有了较完善的陀螺仪。近几十年来,各种高精度、长寿命,大过载的惯性元件和比较精密的陀螺系统,已经在航海、航空和航天中得到了广泛的应用(见陀螺平台惯性导航系统)。