花样滑冰时为什么能转动很快？

每当花样滑冰运动员的手在空中做高速运动时，我的初中表弟就会想，“这个运动员怎么突然转得这么快？他的动能来自哪里？”事实上，仅凭初中知识不足以解释这一现象，但他严肃的思考精神打动了我。我想从一个简单的角度向他解释惯性矩的知识。

我们在初中只谈论动能和势能。事实上，动能可以分为平移动能和旋转动能。我在初中学到的是，动能实际上是平移动能，平移动能的大小与物体的质量和速度有关。旋转动能与物体的旋转能力(即旋转惯性)和旋转速度有关。惯性矩也与物体的质量和质量分布有关。物体的质量分布越靠近旋转轴，惯性矩就越小。

当溜冰者开始旋转时，他的手臂是直的并且远离旋转的中心轴，而当高速旋转时，他的手臂被举过他的头，并且他的手臂的质量非常接近轴，也就是说，溜冰者的惯性矩从大变小。然而，他的旋转动能会在短时间内保持不变，所以转速会从小变大。等效动能E保持不变，而物体的质量M减小，而V必须增大。这就是为什么溜冰者突然转得更快。这也是为什么芭蕾舞者突然转得更快。有时杂技演员不得不手持哑铃，以便给观众一个更强烈的旋转效果对比。