角动量不守恒的实验报告（3）

  原创作者 马天平（地址 新郑市）

(2014-02-16)

注：本文是根据笔者2014-01-29的文章"角动量不守恒的实验报告"改编。

实验名称：角动量不守恒的实验

作者  马天平 （地址 新郑市）

（一）实验目的：验证角动量不守恒、否定角动量守恒定律。进一步发现该实验能够否定牛顿第一、三定律、否定相对论力学F=dp/dt，否定狭义相对论。

（二）实验日期（2014年、01月、27日）

（三）实验原理：质量相同、不同轴的飞轮之间，如果啮合产生的旋转方向相反，那么，将会由于飞轮之间转动方向不同而产生角动量抵消现象，使啮合后系统的角动量不守恒。

根据笔者2013-06-06的文章"平行轴系统啮合的角动量不守恒"，设计了小电机飞轮通过皮带传动，来间接啮合不同轴的飞轮。实验中，小电机的飞轮正方向（顺时针）自转，皮带带动另一个飞轮产生反向旋转，使两个飞轮旋转方向不同、角动量方向不同，使系统产生角动量抵消现象，使啮合后系统的角动量不守恒。

（四）、实验背景和实验原因分析：

引用维基百科"角动量守恒定律 是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变"。

所以，内力不能影响系统的角动量。

但是，由于系统内部可能产生力矩抵消，因此认为角动量守恒定律将存在例外。

参考笔者2013-06-06的文章"平行轴系统啮合的角动量不守恒"。 为了验证"平行轴系统啮合的角动量不守恒"，下面设计、进行了一个小电机啮合系统的实验。

(五) 实验环境和器材：

普通平原环境，晴天下午，室内。

使用530AD-2F -12V的直流小电机，飞轮3.7cm、飞轮的铁皮配重直径4.3cm，包括配重铁皮的每个飞轮为15克。

使用12v小变压器（具有两个6v输出），全桥整流块和一个电容器（220uf、160v），开关，导线（包括大约0.1mm漆包线）、细木条矩形支架、可以悬挂物体的大支架（有钉）。

   小电机并联一个指示灯（串联1K电阻）。

  自行车内胎一小条，作为弹性吊线（长度10cm、宽度约2mm）。由于风筝线作为吊线的时候，在转动若干圈后（扭动的）弹性不佳，因此剪下自行车内胎作为弹性吊线。

使用自行车内胎材料的弹性小皮带（圈）。

（六）、实验步骤及现象：

1、将小电机定子固定在细木条支架上的一侧，使细木条矩形支架形成偏重。小电机上有飞轮（飞轮A）。

2、小电机旁边的（短）细木条支架上钻孔放置一个铝套作为轴套，把飞轮B放在铝套上。飞轮之间相距1cm。

（由于小电机飞轮比较高，因此铝套是放置在矩形支架上的一条短细木条上来增加高度，使矩形支架下部存在2层细木条）

3、把小电机上的飞轮（飞轮A），与铝套上的飞轮（飞轮B），使用弹性小皮带交叉连接起来，使两个飞轮的转动方向相反。

4、把细木条矩形支架，使用弹性吊线把细木条矩形支架悬挂在大支架的钉上，使细木条矩形支架水平、平衡。

（其中，弹性吊线与细木条矩形支架之间，通过一小段电线系在小夹子上成为电线圈、弹性吊线连接这一小段电线圈、夹子连接矩形支架，来方便移动悬挂点）

5、连接、安装小电机的指示灯、漆包线、导线、全桥整流块和一个电容器，以及变压器、开关。

使漆包线与吊线平行，漆包线在细木条矩形支架上固定，漆包线在大支架的钉上固定。

其中开关（和连接导线），位于变压器的一条输出线上。

6、变压器接通电源。

7、等待细木条矩形支架平衡、静止。

8、打开开关，指示灯亮，小电机定子带动细木条矩形支架一同逆时针转动，小电机上的飞轮顺时针转动，带动飞轮B使飞轮B逆时针转动。两个飞轮自转方向相反。

其中两个飞轮也随着细木条矩形支架一同转动。

9、实验中，有时候打开开关，指示灯虽然亮，但是飞轮没有自转，是由于电机受到的负荷太大。因此，实验中，有时候开关需要打开、关闭、打开，这样的方式来启动电机。

10、实验中，有时候，等到矩形支架自然的顺时针回转时，启动电机，矩形支架就会明显的逆时针转动。

（七）、实验附图

图1图2图3所示，电机工作，电机定子带动矩形支架逆时针旋转，两个飞轮自转方向相反（产生角动量抵消现象）。

（八）、讨论：       

实验中，由于两个飞轮旋转方向不同、角动量方向不同，使质量相同的两个飞轮的角动量抵消（或者减小），就会使系统角动量抵消（或者减小），使啮合后系统的角动量不守恒。

两个飞轮自转方向相反的角动量抵消（或者减小），与细木条矩形支架的角动量（包括小电机、包括两个飞轮随着细木条矩形支架一同转动形成的角动量），相比较，说明系统存在单方向的角动量。

所以，上述实验验证，角动量不守恒、角动量守恒定律存在例外。

实验中，木条矩形支架能够持续转动，是由于摩擦力损耗角动量、电源使电机克服摩擦力来持续的补充角动量。木条矩形支架对于电机轴不对称，形成偏心，这样的偏心部分受到的力没有对称性，使系统的内力矢量合不为零，产生角动量不守恒，使作用力反作用力定律不成立。

根据惯性定律，合外力为零系统质心将保持静止或者匀速直线运动，但是，上述实验中，（忽略水的摩擦力和重力）系统没有受到外力，系统从静止开始，发生系统质心转动现象，因此，惯性定律不成立。

实验中，系统角动量不守恒的现象，说明系统的内力矩矢量合不为零、系统的内力矢量合不为零，说明作用力反作用力定律不成立、角动量守恒定律不成立、惯性定律不成立。

实验中，（忽略水的摩擦力和重力）系统没有受到外力，系统的质心从静止开始转动，证明系统获得向心加速度、系统受到向心力。因此，这样的偏心系统，违反牛顿第一、二、三定律、违反相对论力学F=dp/dt，否定狭义相对论。

根据牛顿力学F=ma和相对论力学F=dp/dt，只有受到合外力才能从静止产生运动，因此，相对论力学F=dp/dt不能解释这样的角动量不守恒实验，角动量不守恒实验证明相对论力学F=dp/dt不成立、证明狭义相对论不成立。

（九）、结论：

平行轴的啮合系统中，内力力矩可以使不同轴上的啮合双方，由于自转方向不同而产生角动量（部分）抵消现象，使啮合后系统的角动量不一定守恒。

2013-06-06发表于中国预印本中的"大统一（五十七）"其中的文章"平行轴系统啮合的角动量不守恒"得到验证。

角动量不守恒实验，证明作用力反作用力定律不成立、角动量守恒定律不成立、惯性定律不成立、相对论力学F=dp/dt不成立、狭义相论不成立。