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實驗/ 帥哥輝物理時間/ 問題討論/ 參考資料/

  旋轉椅


坐過電腦椅(底下有滾輪,可自由左右轉動那種)吧?那你一定曾經用腳蹬地後雙腳離地在轉椅上自轉而自得其樂吧?你相信嗎,其實不一定要腳蹬地後你才能在椅子上旋轉喔!只要手中握著高速旋轉的輪胎並旋轉輪胎的轉軸就可以喔!


實驗


● 開場

影片中的帥哥輝 在腳離地的情形下,手持高速旋轉的輪胎,正的拿、橫著拿、反過來180度拿,各會有什麼情形的轉動呢?


● 謎底揭曉

Ans:帥哥輝轉動方向與輪胎轉動方向相反


帥哥輝的物理時間


根據角動量守恆定律:一系統在不受力矩的情形之下,角動量必須守恆。在影片中,我們討論可自由轉動的帥哥輝+輪胎這個系統,當輪胎逆時針轉動及產生向上的角動量L輪胎,根據角動量守恆,帥哥輝必須產生一向下的角動量L帥哥輝與其抵銷,使得帥哥輝順時鐘方向旋轉,如圖1。反之,當帥哥輝把輪胎反過來180度拿,輪胎變成順時針方向轉,帥哥輝也就必須逆時針轉以產生反方向的角動量L帥哥輝與輪胎角動量L輪胎抵消,如圖2。這樣,你懂了嗎?


 

問題討論


1.為什麼當輪胎正的拿時,帥哥輝不會轉動呢?

2.如果一開始加速先生將輪子”橫”著交給帥哥輝,帥哥輝會轉動嗎?

3.承問題2,如果加速先生將輪子”橫”著交給帥哥輝後,帥哥輝將輪子180度反轉,帥哥輝會轉動嗎?

4.承問題3,如果帥哥輝將輪子180度反轉後,將手中的輪子交還加速先生,加速先生再次將其反轉180度後交還給帥哥輝,帥哥輝又再一次將輪子反轉180度,會有什麼情形發生呢?問題2、3、4解答影片

 

 


參考資料


1.維基百科-角動量守恆
2.維基百科-力矩
3.維基百科-角動量