所谓“天行有常,周而复始”,这句话恰如其分地描述了自然界中普遍存在的循环运动。从孩童玩耍的陀螺、优雅的花样滑冰选手,到浩瀚宇宙中旋转的星系,这些看似不相关的现象背后都隐藏着一个重要的物理概念——角动量(angular momentum)。
从物理学角度来看,角动量(L)是一个矢量,它等于一个刚体的转动惯量(I)与角速度(ω)的乘积:L=Iω。所谓刚体,就是在运动过程中,物体内部各点之间的相对位置保持不变的理想物体。比如陀螺、飞轮等,在旋转时可以近似看作刚体,而气球、果冻等易变形的物体则不能视为刚体。
转动惯量反映了物体质量分布的特征,它与物体的质量和物体各部分到旋转轴的距离的平方有关。在没有外力矩作用的情况下,系统的总角动量保持不变,这就是角动量守恒定律(Law of conservation of angular momentum)。
