角動(dòng)量守恒在日常生活中的例子有以下幾個(gè):
1. 蕩秋千:無論你以何種方式蕩秋千,你會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)你蕩到最高點(diǎn)時(shí),你必須停止對(duì)秋千施加額外的力,否則它將偏離平衡位置。這意味著你的身體在沒有任何額外推力的情況下保持了平衡,這是因?yàn)槟愕馁|(zhì)量和秋千的質(zhì)量是已知的,且忽略空氣阻力等其他因素的影響。這是由于角動(dòng)量守恒的結(jié)果。
2. 陀螺:旋轉(zhuǎn)的物體(如陀螺)在旋轉(zhuǎn)方向上保持了角動(dòng)量,這是由于角動(dòng)量守恒的原理。當(dāng)陀螺開始旋轉(zhuǎn)時(shí),它會(huì)保持其旋轉(zhuǎn)狀態(tài),除非受到外部力量的干擾。
3. 射箭:當(dāng)你拉弓射箭時(shí),你需要在最高點(diǎn)保留足夠的勢(shì)能,以便在釋放箭時(shí)具有足夠的速度來獲得足夠的射程和精度。這是由于角動(dòng)量守恒的原理,即初始時(shí)弓和箭的初始速度與釋放箭時(shí)的速度是相同的,所以箭才能射出。
以上例子都是在不考慮空氣阻力和其他微小因素的影響下得出的。在實(shí)際情況中,這些因素也可能影響角動(dòng)量守恒的體現(xiàn)。
例題:
具體來說,假設(shè)球被拋出的初速度為v1,手臂的旋轉(zhuǎn)速度為ω1,初始時(shí)人和球的總角動(dòng)量為Mv1 + ω1L,其中M為人和球的質(zhì)量和,L為手臂的長(zhǎng)度。當(dāng)球被拋出后,由于角動(dòng)量守恒,這個(gè)總角動(dòng)量在拋出過程中保持不變。
在球被拋出的過程中,當(dāng)它達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),它的速度會(huì)減小為零。在這個(gè)時(shí)候,我們可以認(rèn)為手臂的旋轉(zhuǎn)速度與球的速度無關(guān)了。因此,我們可以根據(jù)角動(dòng)量守恒來預(yù)測(cè)球在最高點(diǎn)時(shí)的位置和速度。