旋转运动稳定性参数，花滑选手的转速变化
旋转运动稳定性参数，花滑选手的转速变化先来说说转动惯量是咋回事为什么双臂伸缩会影响花滑选手的转速呢？一些科普材料把其中原因归为“转动惯量”，那么，到底是不是转动惯量造成的转速变化呢？小编接下来就把这件事掰开揉碎说一下。以单脚点地飞速旋转，随着双臂逐渐收回，她转得越来越快，当双臂伸开时，旋转速度又开始下降了。
Hi～新朋友，记得点蓝字关注我们哟
一名花样滑冰选手在冰面上翩翩起舞，
其中一个动作是直立旋转，
只见她伸开双臂，
以单脚点地飞速旋转，
随着双臂逐渐收回，她转得越来越快，
当双臂伸开时，旋转速度又开始下降了。
为什么双臂伸缩会影响花滑选手的转速呢？一些科普材料把其中原因归为“转动惯量”，那么，到底是不是转动惯量造成的转速变化呢？小编接下来就把这件事掰开揉碎说一下。
先来说说转动惯量是咋回事
大家可能都知道，惯性是有质量物体的固有属性，它影响到物体是否容易“动起来”或“停下来”。质量越大的物体，要动起来或停下来就越困难。
那么转动惯量呢，它影响一个物体是否容易“转起来”或“停止转动”，和物体的质量分布有关，对于两个总质量相同的物体，质量分布越靠外，转动惯量越大，转起来或停下来就越难，反过来，质量分布越靠里，转动惯量越小，转起来或停下来越容易。
中国科技馆里有一件关于转动惯量的展品，它上面有两个一模一样的滑道，还有若干带配重的滚轮，拿两个形状、配重数量都一样但是配重分布不同的滚轮放在滑道顶端，同时放下，让它们俩沿滑道滚动，会发现配重靠里的滚轮比靠外的滚轮滚得更快。
展品“转动惯量”
乍一看，这不就跟花滑选手的例子一样吗？手臂伸开，一部分质量靠外了，转得就慢；手臂缩起来，这部分质量靠里了，转得就快。
且慢，如果这样理解，就误解了转动惯量的效果。请注意，它不是影响物体转得快不快，而是影响物体是否容易“转起来”或“停下来”。换句话说，它影响的不是速度，而是加速度。
其实，这件展品和花滑选手有一个很大区别，展品中的滚轮是在重力作用下沿滑道加速滚动的，而花滑选手是没有借助外力，凭空加速和减速的，所以二者截然不同。
影响花滑选手转速的真正原因是什么呢？
答案其实是“角动量守恒”！
可能有的读者会说，你别逗了，我知道中国科技馆有关于角动量守恒的展品，人坐在椅子上，转动一个横放的大陀螺，然后把陀螺立起来，人就会跟椅子一起，往陀螺转动相反的方向转过去。这跟花滑选手快慢变化有啥关系啊？
展品“角动量守恒——陀螺转椅”
这属于只知其一，不知其二。角动量是一个重要的物理量，它是矢量，也就是说，它既有大小也有方向，上面提到的那件展品，展示的是角动量的方向守恒，没提大小的事。而花滑选手旋转的例子，要用角动量大小方面的守恒来解释。
我们说花滑选手的转速快慢，说的是她一定时间内转了多少圈，换句话说，是“角速度”。根据角动量计算公式，一个物体的角动量不变时，它的角速度和半径的平方是成反比的。选手的手臂伸开，半径大了，角速度就要下降。反过来，手臂缩回去，半径变小，角速度就跟着上升了。
感兴趣的读者，可以请朋友帮忙做这样一个实验：坐在一个可以灵活转动的椅子上，手持两个哑铃，请朋友帮忙把椅子转起来，看是不是握着哑铃伸开胳膊时转得慢，收起胳膊时转得快。不过实验时一定要注意安全啊。
中国科学技术馆展览教育中心 李博供稿
