为什么熟鸡蛋转着转着会立起来？

为什么熟鸡蛋转着转着会立起来？

当我们让一个煮熟的鸡蛋快速旋转起来的时候，它的重心会逐渐上升，直到立着转一段时间，随后中心逐渐下降，直到停止。由于鸡蛋这种奇特的现象，形象称之为“魔蛋（magic eggs）”。

通常，快速旋转的物体会保持其旋转方向（陀螺运动的定轴性），魔蛋的奇特现象困扰了人们很长时间，直到2002年由H. K. Moffatt和Y. Shimomura给出了经典的解释。

首先建立如图所示的模型，从解析的角度来计算鸡蛋旋转对称轴Oz和竖直轴OZ之间角度随时间的变化θ(t）。采用陀螺近似，利用欧拉角动量方程，得到夹角一阶微分方程，在两种不同形式的摩檫力下得到了相同的结论：在鸡蛋的几何形状满足一定条件时，一段时间内，鸡蛋旋转对称轴Oz和竖直轴OZ之间的夹角单调的从90度变为0度，解释了魔蛋重心上升的现象。同时，在摩檫力为零时，角度不随时间变化，鸡蛋重心不会上升。

据此，桌面与鸡蛋接触点的摩檫力是鸡蛋重心上升的关键因素。鸡蛋开始水平旋转时，由于鸡蛋形状的特殊性（一头大一头小，tip-top），这个位置并不稳定，蛋壳或桌子上任何微小的不规则都会使鸡蛋略微倾斜。旋转使得鸡蛋在桌面上滑动，将末端向上推，接触点靠近底端。

接触点线速度增大，增加了摩擦力，使得鸡蛋能够在这个角度下稳定；鸡蛋继续旋转，接触点更靠近底端，摩檫力继续增大，最终，这种摩擦将鸡蛋一直“推”到垂直位置。

需要注意的是生鸡蛋比较难以产生“魔蛋”现象，这是因为开始旋转时生鸡蛋蛋壳的角速度扩散到鸡蛋内部时在粘滞力的作用下耗散了，剩余的动能不足以使鸡蛋最终立起来。