实体的品质遍布越临近转动轴线时

2019-10-17 作者:走进科技   |   浏览(63)

每当花样滑冰运动员高举双手做高速,我的已上初中的表侄就百思不得其解,“这个运动员怎么突然就转得这么快呢?他的动能从哪里来的呢?”其实要解释这个现象光有初中的知识是远远不够的,但他的认真思考的精神打动了我。我想从浅显的角度给他解释一下转动惯量的知识。 初中我们只讲到动能和势能,其实动能有分为平动动能和转动动能。初中学到的是动能实际是平动动能,平动动能的大小与物体的质量和速度有关;而转动动能呢则与物体转动能力的大小和转动速度有关。转动惯量又与物体的质量和质量分布有关,物体的质量分布越接近转动轴线时,其转动惯量越小。 滑冰运动员最初转动时,双臂是平直的,两臂离中心转动轴线的距离远,而高速转动时他的手臂是举过头顶向上的,两臂的质量离轴线很近,也就是运动员的转动惯量由大变小。而他的转动动能在很短的时间内认为保持不变,所以转速由小变大。相当于动能E保持不变,而物体的质量M减小,必然V要增加。这就是滑冰运动员为什么突然转快了的原因。芭蕾舞演员突然转快了也是这个原因。有时杂技演员为了给观众更强烈的转动效果的对比,还要在手中持有哑铃等。

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