猫尾巴与角动量守恒

一只小猫不小心从二楼的阳台上掉了下来。你一定很担心那只猫会被杀死。但是你能看到的是小猫没有摔死。当小猫落在地上时，它看到猫的尾巴甩得很漂亮，"咪"和"咪"跑了。它就在眼前。

细心的读者可能已经注意到，不管小猫以什么姿势开始摔倒，它总是翻转尾巴，落地时用四只脚。这合理吗？是的，有。物理学中有一个基本定理，即当一个物体不受外部力矩影响时，它的角动量j，即物体的旋转角速度w和旋转惯量I的乘积，是常数

J=w×I=常数

这是角动量守恒定理。我们知道物体旋转时有转动惯量。例如，旋转一个均匀的圆盘很容易，但是旋转一个具有相同质量和大半径的圆却需要很小的努力。物体的转动惯量用来测量物体转动惯量的大小。它与物体的质量和质量分布都有关。因此，改变质量分布可以改变物体的转动惯量。根据角动量守恒，物体旋转的角速度也会改变。跳水运动员在起跳时总是尽最大努力收拢身体，尽最大努力将四肢和头部收缩到胸前形成球体，以减小转动惯量(I = MR2，m为质量，r为质点与旋转轴之间的距离)，提高旋转速度。一些运动员在10米的空中可以旋转三次以上。当接近水面时，它们的四肢伸展，旋转速度降低，头和脚潜入水中。完成了1080°的漂亮转弯，最终取得了良好的效果。

小猫的运动也可以通过角动量守恒来分析。当小猫跌倒时，身体不旋转，总角动量为零。当小猫即将落地时，尾巴会旋转，即角动量。根据角动量守恒定律，物体必须以相反的方向旋转以产生一个反向的角动量来保持总角动量为零。此外，由于猫非常灵活，它还可以在摆动尾巴的同时调节身体的各个部位，从而达到快速转动身体的目的。这样，当它快速接近地面时，它的四肢已经被放下，而且它不会先再伤害身体。