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转动惯性转动惯性与惯性有什么区别?
发布时间:2025-04-17
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转动惯性也被称作转动惯量。正如常规的惯性(在没有外力作用的情况下,静止的物体保持静止状态的倾向,或运动着的物体保持匀速直线运动的倾向),旋转的物体将持续旋转,直到有转矩使其改变旋转运动。转动惯性与线性惯性一样,区别在于它是使物体保持旋转的惯性。如何测量转动惯性?惯性是由物质的质量决定的,而转动惯性不仅仅由质量决定,而且还与物质处于旋转轴的什么位置有关。

转动惯性与物体离旋转轴距离的平方滑冰运动员关颖珊(Michelle Kwan)在旋转时将手臂靠拢在一起。成正比。为什么滑冰者将手臂和腿靠拢在一起时旋转得快?如果滑冰者将手臂和腿伸开的话,他的部分质量就远离了旋转轴,这种做法增加了转动惯性,滑冰者的旋转速度就会非常慢。

如果将手臂和腿靠拢在一起,质量就更靠近旋转轴,在转动惯性减小的情况下,滑冰者就能更快速地旋转。角动量什么是角动量?线动量(直线动量)是与速率相乘的惯性,角动量是与物体速率相乘的转动惯性。能量守恒定律也应用在角动量上,即角动量不能被获得也不能失去,只能从一个旋转的物体转移到另一个物体上。为什么猫从高处落下时总用爪子着地?众所周知,当把猫背部向下从高处扔下时,猫总能用爪子着地,尽管猫最初并没有旋转。

这个问题仍涉及旋转运动和角动量。很多人错误地认为是尾巴让猫在下落时旋转。可是没有尾巴的猫还是可以在空中旋转并用爪子着地,与它有尾巴时一样容易。当背部朝下被扔下时(最初没有旋转运动),猫的角动能为零,而且在整个下落过程中,角动能仍然为零。在下落的第一阶段,猫伸展后腿,靠拢前腿。

因为这种方式可以使猫的后半身比前半身有更大的转动惯性,前半身就会更快地以逆时针方向旋转,而后半身却以顺时针方向缓慢地旋转,这样就可以将角动量保持为零。当猫的前半身姿势确定后,它采用了同样的策略,但是这一次,猫的前腿伸展,后腿聚拢,后半身的转动惯性就比前半身小。

最后,猫四爪着地,并始终将角动量保持为零。