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冰块碰撞实验，违反角动量守恒定律。（二） 原创作者 马天平（地址新郑市） (2014-03-26) 根据笔者2014-03-23的文章"冰块碰撞实验，违反角动量守恒定律。"，两个半径相同、质量相同的自由转动刚体（对心）完全弹性碰撞，其中一个圆柱体冰块具有初始角动量，碰撞后，具有初始角动量的冰块静止，初始角动量为零的圆柱体冰块获得角动量而反向自转。 假设其中初始顺时针自转的圆柱体冰块质量为m1，初始角速度为零的圆柱体冰块质量为m2，m1与m2就组成一个系统。 1、 根据实验1和实验2，m1具有初始角速度，相对系统质心具有转动惯量，在人为的拨动圆柱体上的木棒产生顺时针自转、产生平动以后，系统就没有合外力矩了，随后，两个圆柱m1与m2之间的距离不断减小而发生碰撞。 根据转动惯量的平行轴定理，碰撞前，m1具有初始角速度、相对系统质心具有转动惯量和角动量，但是两个圆柱m1与m2之间的距离不断减小，就使系统的半径不断减小、使m1相对系统质心的转动惯量减小，所以使系统的角动量不断减小不断改变。 因此，碰撞前系统的半径不断改变，使系统的角动量不断改变，使碰撞前系统的角动量不守恒。 2、 根据转动惯量的平行轴定理，碰撞后，m2获得角速度、相对系统质心具有转动惯量和角动量，但是碰撞后两个圆柱m1与m2相互远离，就使两个圆柱m1与m2之间的距离不断的增大，就使系统的半径不断增大，使系统的角动量大小在不断增大。 因此，碰撞后系统的半径持续增大、改变，使系统的角动量不断改变，使碰撞后系统的角动量不守恒。 |
