角動量守恆A

用一個輪子，將其繞軸心轉動，此時用一繩子將轉動的輪子拉起，如圖中所示，發現輪子不會直接掉落，還會沿著繩子的轉動點旋轉。

實驗演示

一般鋼體的運動，可分移動跟轉動，當處理轉動鋼體時，就會牽扯到角動量這個基本的物理量，我們可以從簡單腳踏車轉動的輪子就可以得知轉動的運動學。

示範實驗

原理說明

我們可以想像，將一個輪子轉動時，會產生一個角動量，大小為L=Iω，其中I為轉動慣量，由於轉動軸與鋼體為對稱情形，I可視為一常數，因此角動量就會跟w相同方向。

想想如果角動量如果沒有力矩做用時，就會一值保持這樣的運動狀態，當外力矩的合不為零時，L就會開始改變，變化的L為DL會跟力矩T的方向相同，由右圖即可判斷接下來輪子將會往何處轉。

思考問題

1. 轉動中的輪子，主要耗散能量的方式為何?
2. 請試試看不用力矩而只用力的觀點來解釋旋進的情形
3. 繩子和輪子的夾角是否會影響旋進

參考

1. 國立台灣大普通物理實驗課本 九十七年度

2. D. Halliday et al., Fundamental of Physics 7th ed., New Your Wiley & Sonc, Inc.

工作人員

董舒清、陳柏中

陳厚儒、周明睿

指導老師

傅昭銘教授