Почему долго вращается волчок?
Посмотрим "фокус". Быстро вращающийся мяч на пальце не падает.
В видео:
Из- за малой силы трения "волчок", фигуристка и мяч в фокусе будут вращаться долго. Выполняется закон сохранения момента импульса. Для фокусника важна ловкость рук, для фигуристки - умение делать повороты и вращение на льду. Почему у фигуристки сначала руки направлены в стороны, потом она их прижимает к груди. Закон сохранения импульса:
Сумма моментов импульса сохраняется: L1=L2 или
I1*w1= I2*w2, где:
w- угловая скорость,
I- момент инерции.
Линейная скорость вычисляется как V=w*R, где R - радиус вращения.
По этому закону сохранения момента импульса: угловая скорость вращения обратно пропорционально расстоянию от оси вращения до вращающейся точки. Для материальной точки по окружности формула проста - момент импульса L= m* V*R. Этим обьясняется удивительное ускорение вращения фигуристки на льду.
Для твердого, обьемного тела момент импульса записывается через момент инерции I. Для симметричных фигур рассчитаны моменты инерции. Даны таблицы.
Подробнее о теории вращения в задаче из видео: