1. Con quay:
Con quay là một vật rắn đối xứng tròn xoay có thể quay chung quanh một trục đối xứng của nó. Thông thường, người ta chế tạo con quay dưới dạng một cái vô lăng. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, người ta có thể làm cho trục con quay hoặc hoàn toàn cố định, hoặc có một điểm cố định hoặc hoàn toàn tự do.
Trong trường hợp thứ ba này, trục con quay được treo trong một cái khung đặc biệt gồm có nhiều vành lồng nhau. Trục của con quay gắn vào vành 1; vành 1 lại có thể quay xung quanh một trục được gắn vào vòng 2 và vuông góc với trục con quay; trục của vòng 2 gắn liền với vào khung 3 cố định đồng thời lại vuông góc với trục của vòng 1 và của con quay. Cách treo này gọi là cách treo Các-đăng. Người ta chế tạo con quay và các vành treo sao cho khối tâm của c hệ trùng với tâm của con quay. Với điều kiện đó, trục của con quay có thể nằm theo mọi phương tuỳ ý.

2. Tính chất của con quay trục tự do:
Trong điều kiện khối tâm của hệ (con quay + các vành treo Các-đăng) trùng với tâm của con quay thì trọng lực tác dụng lên hệ đặt tại tâm con quay sẽ triệt tiêu với các phản lực. Khi đó, thực nghiệm và lý thuyết chứng tỏ rằng:
Trục con quay giữ một phương không đổi trong không gian chừng nào chưa có ngoại lực tác dụng lên nó.
Ta có thể giải thích tính chất này bằng định luật bảo toàn mômen động lượng. Vì mômen động lượng L = const, mà phương của L chính là phương của trục con quay, nên phương của trục con quay không đổi trong không gian.
Tính chất này được ứng dụng để xác định phương hướng. Trong các tàu biển, người ta dùng con quay trục tự do làm la bàn. Nếu ban đầu người ta cho con quay chuyển động với vận tốc w xác định và hướng trục của nó theo phương Bắc - Nam thì trong quá trình tàu chạy, trục của nó vẫn chỉ phương Bắc - Nam. Trong các con tàu vũ trụ hay tên lửa vũ trụ, người ta dùng con quay có trục quay tự do để xác định phương hướng.