这是什么物理现象?:手持一个绕固定轴旋转的轮,手如果左右倾斜较大角度,会明显感到有一个力……

2025-01-08 02:41:31
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回答1:

如果物体有惯性,运动的物体具有动量一样,转动的物体也有相应的描述改变转动状态难易程度的物理量——转动惯量,以及类比于的动量的角动量。角动量正比于物体的转动惯量和转动角速度。对你那个轮子而言,转动惯量是一定的,转速越快,角动量越大。改变动量需要施加冲量,即一定的作用时间和一定的力。同样的,改变角动量也需要施加一定的作用,除了一定的作用时间以外,另一个类比于冲量中的力的作用的东西就是力矩。所以当你尝试改变转动轮子的角度时,你需要对这轮子施加一个扭矩。力的作用是相互的,所以你会感觉到阻力,并且轮子转的越快,需要的力矩越大,你感到的阻力也越大。 几个公式L = I wdL/dt = r × F(L角动量,I转动惯量,w角速度,t时间,r力臂,F力)

回答2:

在这里要具体地给你定量的分析稍嫌麻烦,不仅很占篇幅,而且用理论上的东西来解释的话是需要比较大的工作量的,你可以去学习下有关角动量守恒定律的知识,不过你要先弄懂矢量的叉乘运算法则以及微积分的相关基础知识……在这个现象中,轮子在平放的时候是旋转着的,具有一定的角动量以及转动惯量,诺贝尔团队合作已经讲得比较详细了(其他的回答……我不想多做评论了……),我给你相关的一些公式吧:I=∫rdm,L=Iω,dL/dt = r×F=M,其中I是转动惯量,L是角动量,ω是角速度(注意,这是一个轴矢量,方向由右手定则规定),r与r分别是矢径与半径,F为力,M是转矩(也称为力矩),“×”表示矢量的叉乘(也叫矢积或外积),dL/dt表示L对时间的微分,也即L的变化率。其实这些知识在高中是不作要求的,所以你理解起来可能有些困难,如果你真的感兴趣的话,建议去看看大学物理的经典力学部分,里面有讲授刚体运动的相关基础知识。我已经告诉了你一个方向,但是知识是要靠自己主动去学的,只有自己去看过研究过,听别人讲才能更好得理解,如果你没有先去了解过相关知识的话,听起来也是很困难的,理解就会遇到更大的障碍。

回答3:

试着看看这个力的大小与方位是否有关系(就是说和地磁场的角度),因为你提到了会发光的轮子,那么转动过程一定存在电磁感应或者每次起电之类的电现象。