旋转中关于 能量守恒 与 角动量守恒 当物体绕定轴转动时,如果它对轴的转动惯量是可变的,则在满足角动量守恒的条件下,物体的角速度随转动惯量I的改变而变,但两者之乘积却保持不变,因而

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/30 11:05:14

旋转中关于 能量守恒 与 角动量守恒 当物体绕定轴转动时,如果它对轴的转动惯量是可变的,则在满足角动量守恒的条件下,物体的角速度随转动惯量I的改变而变,但两者之乘积却保持不变,因而
旋转中关于 能量守恒 与 角动量守恒
当物体绕定轴转动时,如果它对轴的转动惯量是可变的,则在满足角动量守恒的条件下,物体的角速度随转动惯量I的改变而变,但两者之乘积却保持不变,因而当I变大时,变小;I变小时,变大.如芭蕾舞演员表演时就是这样.
那么如果说物体原来转动惯量为I,角速度为ω,当转动惯量变为2I时,根据角动量守恒,角速度变为ω/2.
但是,原来的转动能量是1/2Iω^2,后来转动能量变为(1/2)(2I)(ω/2)^2=1/4Iω^2,能量不守恒了.
我是高中生,希望能够解释得浅显一点,

旋转中关于 能量守恒 与 角动量守恒 当物体绕定轴转动时,如果它对轴的转动惯量是可变的,则在满足角动量守恒的条件下,物体的角速度随转动惯量I的改变而变,但两者之乘积却保持不变,因而
关键是在收放物体时,物体质点因存在径向运动而并不是圆周运动——类似于螺线,所以此时的向心力并不垂直于物体的速度,因而要做功的.
所以,向外放物体,向心力做负功,系统动能减小;
反之,向里拉物体,向心力做正功,系统动能增加.
至于增加或减小的能量当然来源于使向心力变化的物体系统了.

物体在有心力f作用下角动量守恒,若物体在有心力方向上发生位移s,则克服f做功w=f×s,动能减小,减小的动能转化为势能。