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角动量守恒的条件

角动量守恒的条件

导语

北京冬奥会不仅是一场体育盛事,也是物理知识大展示的舞台。您是否好奇过冰上运动背后的科学原理?让我们一起来看!

01 冰刀与熔点

冰刀是冰上运动的关键装备之一,它决定了运动员滑行时的速度与流畅度。冰刀的锋利性设计,一方面是为了在启动和加速时提供足够的抓地力,另一方面则是为了增大与冰面的压强,从而降低冰的熔点,使得接触点的冰熔化成水膜,减小摩擦。

知识点:干摩擦与湿摩擦

干摩擦是固体与固体之间的摩擦,而湿摩擦则是固体与液体或气体之间的摩擦。在相同压力下,后者摩擦系数较小。冰的表面经过特殊处理,如洒水或通过冰刀的压强使其部分熔化,可以形成润滑的水膜,从而减小摩擦。

拓展知识:捏雪球

雪是由微小的冰晶组成,受到外部挤压时熔点降低,发生熔化。捏成雪球后不再给它压力,熔化的部分又重新结冰,把其余没有融化的冻结成型,所以捏好后的雪球可以保持形状。

02 花样滑冰与角动量守恒

知识点:角速度、角动量、角动量守恒

角速度是描述物体转动的快慢的物理量。角动量则是描述物体转动惯量与动量的关系。当物体所受合外力矩为零时,角动量守恒,即物体的旋转状态不会改变。

03 比赛为什么要擦地?

比赛的场地冰面有一层薄薄的冰粒,这是为了减小摩擦。通过冰刷的摩擦,使冰面温度升高,造成冰面部分熔化,在冰表面形成一层水膜,进一步减小摩擦,使能够更远地滑行。

知识点:熔点与压强

冰的熔点会受压强影响。在赛道上,通过特定的制冰技术,使冰面上的压强增大,降低冰的熔点,从而使更容易滑动。

04 速度滑冰“压弯”的原因

在短道速滑中,运动员过弯道时身体大幅度向内倾斜是为了保持平衡和顺利完成转弯。这涉及到力平衡和力矩平衡的原理。通过调整身体的倾斜角度和速度,运动员可以更好地控制滑行轨迹和速度。

知识点:力平衡、力矩平衡

在水平方向上,摩擦力提供向心力,与离心力平衡。为了保持身体平衡,重力的力矩应该等于离心力的力矩。

-THE END-

注:本文所提知识点和原理仅供参考,如有需要深入了解,请查阅相关物理教材或咨询专业人士。


角动量守恒的条件

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