Question

什么是角动量守恒定律？有何用处？

Answer 1

角动量守恒,又称角动量守恒定律 是指系统不受合外力矩或所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变. dL/dt=r×F当方程右边力矩为零时,可知角动量不随时间变化. 角动量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一,角动量的守恒实质上对应着空间旋转不变性.
　　根据刚体定轴转动的角动量定理,若刚体绕定轴转动时所受的合外力矩为零,即在刚体作定轴转动时,如果它所受外力对轴的合外力为零(或不受外力矩作用),则刚体对同轴的角动量保持不变.这就是刚体定轴转动的角动量守恒定律.
　　此原理多用于天文学,天体运行时自转不变.
　　注解:
　　（1）单个刚体对定轴的转动惯量I保持不变,若所受外力对同轴的合外力矩M为零,则该刚体对同轴的角动量是守恒的,即任一时刻的角动量 应等于初始时刻的角动量 ,亦即 ,因而 .这时,物体绕定轴作匀角速转动.
　　（2）当物体绕定轴转动时,如果它对轴的转动惯量是可变的,则在满足角动量守恒的条件下,物体的角速度随转动惯量I的改变而变,但两者之乘积却保持不变,因而当I变大时,变小；I变小时,变大.如芭蕾舞演员表演时就是这样.
　　（3）人手持哑铃在转台上的自由转动属于系统绕定轴转动的角动量守恒定律的特例.因为人,转台和一对哑铃的重力以及地面对转台的支承力皆平行于转轴,不产生力矩,M=0,故系统的角动量应始终保持不变.