通过上面的讲解,你应该明白了什么是力矩以及力矩对物体的作用,关于力矩对物体的作用,可以总结成一句话:当物体所受到的合力矩不为零时,物体的旋转状态就会发生改变。这个旋转状态的变化可能是物体越转越快,也有可能是越转越慢,这个需要看所施加的合外力矩的方向。当所施加的力矩方向与角动量方向一致时,物体的旋转会加速,当方向相反时,则会减速。
施加力矩方向与陀螺角动量方向一致,导致陀螺加速旋转
刹车时,施加力矩与原转盘角动量相反,发生减速运动
徒手劈砖中的物理奥秘之所以需要先讲关于力矩的知识,正是因为徒手劈砖这个过程中涉及到了力矩的作用,合力矩的大小及方向会影响物体的旋转状态,那么劈砖和旋转过程又有什么关系?这里就要谈到徒手劈开砖头的“独门秘籍”了。如果你仔细看那位老师劈开砖头的过程,你可以看到那位老师是先将砖头的一端翘起一定的角度,然后再快速往下一劈,砖头就这样瞬间就被劈断了。
劈砖时先将砖头一侧抬起
之所以要将砖头部分翘起,其实是想利用砖头的旋转形成一定的角动量,利用角动量的迅速变化形成一个巨大的力矩,在这个强大力矩作用下将砖头“折”成两半。那么什么是角动量呢?
- 角动量
任何旋转的物体都会具有一个角动量,角动量的大小与物体的转动惯量和转动速度有关。