刚体绕定点转动的基本原理

刚体绕定点转动遵循角动量守恒定律，物体在不受外力矩作用下，角动量大小和方向保持不变。陀螺仪是典型例子，高速旋转时能保持轴心稳定，不受外部干扰影响。地球自转也是实例，北极点作为固定点，地球围绕这个点持续旋转，角动量守恒使自转轴方向稳定不变。这种转动特性在航天器姿态控制中广泛应用，卫星通过调整内部飞轮转速实现精确指向。

刚体绕定点转动还涉及欧拉角描述法，用三个独立角度确定物体姿态。陀螺仪进动现象展示了这一原理，当施加外力矩时，转轴会垂直于力矩方向旋转。自行车轮悬空旋转时保持稳定，正是利用了这一物理特性。工程应用中，机器人关节设计、精密仪器稳定系统都基于这一原理，通过计算三个欧拉角实现精确控制，确保设备在各种条件下保持稳定运行。