※ 引述《pap641217 (Plain&AttractivePhysics)》之銘言:
: 請問一下,書上說花式 跳水選手 躍下後 角動量會守恆
: 我猜大概這是因為此時,對跳水者而言唯一的外力-- 重力
: 是 通過質心,故力臂是0 力矩也是 0,但為何 一定要用
: 質心當作支點呢? 用其他身上部分 當支點,則不是
: 力矩不為 0 了? 請問一下 我的觀念哪裡錯了?
應該這樣說吧:
一個系統的角動量可以分成軌道角動量Lo 和 自旋角動量Ls
軌道角動量是系統質心相對原點的角動量(隨原點選取不同而不同)
自旋角動量是系統內各質點(除了質心)相對於系統質心的角動量的總和
(可以想做自己就是在質心,再來計算)
有趣的是力矩也可以分成 軌道力矩τo 和 自旋力矩τs
軌道力矩是系統所受到的合力(net force)相對原點產生的力矩(隨原點選取不同而不同)
自旋力矩是外力對質心產生的力矩(也就是把自己想做在質心,再來計算其他點因為
外力作用所產生的力矩,此時轉軸在質心)
而 若τo=0,則軌道角動量將會守恆,若τs=0,則自旋角動量將會守恆
若兩者都等於0,則系統的角動量會守恆。兩者是可以獨立守恆的。
而你所說的跳水選手,他在空中時,質心軌跡是一拋物線,所以速度不斷改變
因此不管原點選在哪,其軌道角動量都會不斷隨時間改變
換句話說,其質心所受到的合力相對於原點所產生的力矩並不等於0。
但因為當觀察者在質心的時候會發現系統各質點所受到的外力都一樣,不隨時間改變
這大概就是上一位B大講的吧@@
所以表示 τs=0,因此自旋角動量將獨立守恆。
但整體而言,系統的角動量並沒有守恆。
PS:選手能改變轉速大多都是自旋角動量守恆的結果。
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