網球拍定理

網球拍定理或者中間軸定理 ， 又稱賈尼別科夫效應 （ Dzhanibekov Effect ） 是經典力學中描述自由剛體運動時歐拉方程的解 ， 該剛體可以繞三個不同的主軸旋轉 ， 並且三個轉動慣量互不相等 。 因爲該現象由俄羅斯宇航員弗拉基米爾 · 扎尼別科夫於1985年在太空中發現 ， 所以又稱作扎尼別科夫效應 。 1991年的一篇論文解釋了該效應 ， 不過此現象在至少 150 年前就已被發現 。 該定理所描述的現象爲 ： 剛體繞著第一個和第三個主軸轉動時很穩定 ， 但繞居中的主軸轉動時則不穩定 。 我們可以用下面的實驗來解釋 ： 握住拍柄使得拍面呈水平 ， 然後將球拍拋至空中 ， 繞著垂直握把的水平軸旋轉 ， 再試著接住球拍 。 旋轉過程中 ， 拍面自身很可能也會轉了半圈 ， 以致不容易接住 。 相對而言 ， 如果是繞著握把軸 （ 圖中 ê1 ） 或是與拍面垂直的軸 （ ê3 ） 旋轉 ， 則可以不造成其他軸旋轉半圈 。 事實上 ， 該實驗可以用任意有三個不同轉動慣量的物體來實現 ， 例如書本或者電視遙控器 。 只要旋轉軸稍微與第二主軸不同 ， 該現象就會發生 ， 不依賴於空氣阻力或者重力 。