核心概念
物理學
角動量
張力
導言
你可能見過花樣滑冰運動員快速旋轉，然後收起手臂以加速旋轉，或者張開手臂以減慢旋轉。這要歸功於一個稱為“角動量守恆”的物理概念。但是，如果你身邊沒有冰鞋，又該如何嘗試呢？在這個只需要常見家用物品的簡單活動中找到答案！
背景知識
你聽說過牛頓第一運動定律嗎？它指出，靜止的物體將保持靜止，運動的物體將保持運動，除非受到外力的作用。這意味著物體的動量（其質量乘以其速度）將保持不變，除非受到某種外力的作用。你每天都會體驗到這一點。例如，想象一下接球。當球在運動時，它具有動量。你必須用手施加力來阻止球（並將其動量降至零）。如果球更重或移動得更快，它具有更大的動量，並且更難接住——你必須施加更大的力。
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這個概念通常用來描述物體沿直線運動，但也適用於旋轉的物體。當我們談論旋轉物體時，術語略有不同。我們不用作用於直線的推力或拉力，而是使用扭矩，扭矩是對物體施加的“扭轉”（想想：扭動螺絲刀或門把手）。我們不用質量，而是使用慣性矩，慣性矩衡量質量圍繞旋轉點分佈的程度。我們不用速度，而是說“角速度”，角速度衡量物體旋轉的速度。最後，我們不用動量，而是說“角動量”。
儘管術語略有不同，但相同的概念適用。旋轉物體的角動量將保持不變，除非受到外力扭矩的作用。在物理學中，當某物保持不變時，我們說它是守恆的。這就是短語“角動量守恆”的由來。這方面的經典例子是旋轉的花樣滑冰運動員或在辦公椅上旋轉的人。透過收回手臂，滑冰運動員減小了她的慣性矩（她所有的質量都更靠近中心），因此她的角速度必須增加，以保持她的角動量恆定。
但是，如果你沒有冰鞋或方便的旋轉辦公椅，則很難演示這一點。在這個專案中，你將使用吸管、繩子和小物體來演示角動量守恆。
材料
吸管
繩子
墊圈或其他小而重的物體
剪刀
準備工作
將繩子剪成大約一米的長度。
步驟
將繩子穿過吸管。
將繩子的一端系在墊圈上。
一隻手握住吸管，另一隻手握住繩子的自由端。
讓墊圈從吸管的另一端垂下。
輕輕地旋轉吸管，使墊圈旋轉成一個圓圈。確保你旋轉得足夠快，以至於繩子上沒有鬆弛。
慢慢地將繩子穿過吸管，使墊圈更靠近吸管。發生了什麼？
現在嘗試相反的操作。從墊圈非常靠近吸管開始。開始旋轉它，然後逐漸鬆開繩子，使墊圈可以移動得更遠。發生了什麼？
額外嘗試：剪一段更長的繩子，然後到開闊的室外，這樣你就可以在不撞到任何東西的情況下，將墊圈在你頭頂旋轉。你的結果有變化嗎？
觀察和結果
當你開始旋轉吸管，墊圈遠離中心，然後將繩子穿過吸管時，你會注意到墊圈旋轉得更快。這是因為角動量是守恆的。角動量是物體的慣性矩乘以其角速度。如果後兩者中的一個增加，另一個就會減少，反之亦然。當你將繩子穿過吸管時，使墊圈更靠近，你會減小它的慣性矩。（也就是說，你將它的質量更靠近旋轉點。）為了補償並保持角動量恆定，墊圈的角速度必須增加。當你鬆開繩子並允許墊圈移動得更遠時，情況會相反。它的慣性矩增加了，因此為了使角動量保持恆定，旋轉速度必須降低。
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