5.用同样的办法异向拨动两个指尖陀螺。
现象及原理
通过上面的实验我们发现:异向拨动两个陀螺,纸板瞬间倒下。同向拨动两个陀螺,纸板在桌面旋转一段时间才倒下。
异向拨动:
同向拨动:
同向拨动两个指尖陀螺时,两个陀螺的角动量方向相同,互相叠加。忽略轴承与桌面的摩擦力,陀螺沿转轴方向的角动量守恒。在重力矩的作用下,为了保持轴向角动量不变,陀螺发生进动,由于两个陀螺转速较快,而且是二者叠加,所以进动的角速度很慢,纸板能立在桌面一段时间。异向拨动两个陀螺时,二者的角动量方向相反,互相抵消,陀螺的进动作用相互抵消,纸板应声倒下。
实验示范视频
BGM: MusicLFiles - The Beauty Of Future Technology
拍摄/剪辑:科学奶爸
什么是角动量及角动量守恒
角动量通俗地讲就是转动惯量与角速度的乘积,也叫动量矩,它相当于物体转动中的动量。角动量是一个比较抽象的概念,我们只要大致理解为这是一个跟物体质量和转动速度有关的物理量就可以了。
既然是转动,那么跟方向一定有关。如何确定角动量的方向呢?这个很简单,用右手定则即可判定:右手做个点赞的姿势,四指指向转轴旋转的方向,此时大拇指所指的方向就是角动量的方向。
以此类推,比如陀螺旋转时,如果陀螺是逆时针旋转,那么角动量方向是向上的,如果陀螺顺时针旋转,角动量是向下的。