违反了力学原理吗?

在中学物理中有这样一个例题:两个人面对面地站在冰上,且假设冰面非常光滑;两个相互一推,则两人必向相反方向滑行,且质量大的人速度小,质量小的人速度大。这就是当系统所受外力为零时的动量守恒原理的一例。同样,如果有两个圆盘装在同一个转轴上,可以分别绕转轴自由转动;两圆盘之间装有电机,电机转子装在一个圆盘上,定子装在另一个圆盘上。开始时圆盘都静止。一通电,电机的转子与定子之间产生相互作用力矩,结果是两个圆盘向相反的方向转动,且质量大半径大的圆盘转动角速度小,质量小半径小的圆盘转动角速度大。这就是当系统所受外力矩为零时的动量矩守恒原理的一个实例。需要指出的 是,当物体作直线运动时,可以用质量作为物体运动惯性的度量;而当

物体绕某轴转动时,转动惯性的大小不仅与质量有关,而且与半径有关。物体的质量分布距转轴的距离越远,转动惯性就越大,亦即,越不容易

改变转动运动的状态。因此,我们用转动惯量 J 表示物体绕某轴的转动惯性,它等于物体中各质点质量 mi 与距轴的距离 ri 平方乘积之和,即

J = ∑ m r 2

i i i

所以,当系统动量矩守恒并为零时,在内力作用下,两物体反向转动,且转动惯量大的物体角速度小,转动惯量小的物体角速度大。

猫在下落过程中,重力对通过重心的纵轴的力矩为零,因而猫对纵轴的动量矩守恒。又因下落开始时猫处于静止状态,动量矩的初值为零, 因而整个下落过程中猫对纵轴的动量矩始终为零。当猫的一部分(例如前半身)向某一方向转动时,根据前述的系统动量矩守恒原理实例,另

一部分(后半身)必然要反转,因而无法解释猫作为整体向一个方向转动的事实,这就是科学家们的长期困惑所在。