结构推理 花样滑冰运动员想高速旋转时,她先把一条腿和两臂伸开,并用脚蹬冰使自己转动起来,然后再收拢腿和臂,这时她的转速就明显地加快了。这是利用了什么原理?
【正确答案】运动员的一条腿和两臂伸开时,她对于其竖直中心轴线的转动惯量J1显然大于她将腿和两臂收回时的转动惯量J2。忽略她收回手臂过程中脚尖触冰处所受的摩擦力矩,她并没有受到其他外力矩,因而她对竖直中心轴线的角动量守恒。以ω1和ω2表示两臂收回前后的角速度,应该有
   J1ω1=J2ω2
   由于J1>J2,自然有ω1>ω2,即两臂收回后,她的转速要明显地加快。
【答案解析】