【操作现象】
按住装置底座,稍微用力快速推动球1或球2,使其绕竖直中心轴快速转动,转动中,上下移动球3以改变球1、球2的离轴距离。当向上推动球3使球1、球2离轴更近时,装置转动速度明显增大,反之则减小。
【原理分析】
本装置转动时的摩擦力很小在短时间内可视为系统合外力矩等于零,因此系统的角动量守恒。
(L为角动量,J为转动惯量,为角速度)
所以,当改变系统的转动惯量大小时,系统旋转的角速度自然会变化。刚体的转动惯量大小与其质量及质量分布有关,当球1、球2离轴距离增大时,系统质量分布趋于分散,导致转动惯量增大,于是转动速度减小。