有趣的猫尾巴

倘若有人不小心从楼上掉下去，那是很危险的。但如果让猫四脚朝天地从楼上摔下去，它却安然无恙。说来奇怪，只见它四脚朝天往下落的最后一刹那，把尾巴一甩，整个身体便翻转过来，四肢一着地，平安无事了。为什么猫尾巴一甩，它就能转身呢?

有趣的猫尾巴

原来，转动的物体也有保持其惯性的性质。电动机切断电源之后，仍要继续转动相当长的时间之后才能停下来，这就说明转动物体有保持其转动习惯的性质。物体转动惯性的大小叫做转动惯量，它与物体的质量有关，物体的质量越大，其转动惯量也越大。不仅如此，物体的转动惯量还与物体质量的分布情况密切有关。譬如，两个质量相同的两个轮子，一个边缘比较薄，一个边缘比较厚。它们的质量分布是不一样的，那个边缘比较薄的轮子，平均来说，质量的分布离通过中心转轴比较近，它的转动惯量比较小，而那个边缘比较厚的轮子，平均来说，质量的分布离通过中心转轴比较远，它的转动惯量比较大。怪不得机器上的飞轮要做得比较沉重而且边缘比较厚呢，原来它是为了增大转动惯量，使机器在运转过程中平稳。这样看来，改变物体质量的分布情况就将可以改变物体的转动惯量。

此外，力学上还有一条重要的定律。叫做动量守恒定律。它说的是:当物体不受外力矩作用时，物体的转动惯量与角速度的乘积不变。这样，当物体不受外力矩作用时，如果它的转动惯量变小，角速度将增大，而转动惯量变大时，则角速度将变小。

你见过花样滑冰表演吧。那晶莹的冰场，宛若又宽又大的镜面;那表演花样滑冰的个个运动员，犹如那翩翩起舞的仙子。当他们旋转时，突然把张开的双臂向胸前收拢，只见他们的身躯绕着自己的轴越转越快，令观众眼花缭乱。真叫人羡慕，叫人钦佩，巴不得自己也能像他们一样在这晶莹的冰面上飞速地旋转。原来，当花样滑冰运动员突然收拢双臂时，他身体的质量重新分布，离转轴近了，这样，他的转动惯量变小。根据角动量守恒定律，转速就加快了。

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旋转的滑冰运动员

芭蕾舞演员作转体表演时，也是利用这个道理。只见演员先把双臂伸开，踮起脚尖旋转，然后迅速收拢双臂，转动惯量随之变小，角速度便随之而变大，旋转便加快了。猫刚从楼上摔下去的时候，身体并不旋转，角动量等于零。在它快落地时，尾巴一甩，在甩动的方向上就有一个旋转的角速度。此时，猫并未受到外界的作用，因此必须有一个与甩动角速度方向相反的旋转，才能保持角动量等于零，这个反方向的旋转，就是猫翻转身体的旋转。加上猫很灵巧，迅速收拢身体，使它的转动惯量减少，从而身体旋转速度加大，一下子就把身体翻转过来，四肢着地，便安然无恙了。看来猫尾巴的作用还不小呢!

利用这个原理，还可以用来判断生熟鸡蛋呢!有两个鸡蛋，一个是生的，一个是熟的，如何既不打破蛋壳又能把它们辨别出来呢?我们可以这样来判别:用同样的力，使这两颗鸡蛋在桌面上转动。我们将会发现，这两颗鸡蛋转动的快慢并不一样。这时，我们可以断言，转动快的那颗鸡蛋是熟的，而转动比较慢的那颗鸡蛋是生的。此外，还可以这样来判断:当它们旋转之后，用手轻轻地在它们上面按一下，其中一个立即停止转动，而另一个仍摇摇晃晃地再转几圈。这时，我们即可断言，立即停止转动的那颗鸡蛋是熟的，而摇晃着再晃几圈的那颗鸡蛋是生的。原来，生鸡蛋里面的蛋黄和蛋白处于液体状态，可以流动。而熟鸡蛋中的蛋黄、蛋白处于固体状态，与蛋壳连成一体。我们转动鸡蛋时，生鸡蛋的壳开始旋转，而里面液体状态的蛋黄与蛋白却要保持自己原来的静止状态，这就使得整个鸡蛋的转速慢。而熟鸡蛋的蛋黄、蛋白与蛋壳是一个固态的整体，因而很快地旋转起来了。

［举一反三］

请同学们想一想:在转动的鸡蛋上用手按一下就能判断生，熟鸡蛋的根据是什么?

答案:已在旋转的鸡蛋，我们用手按一下离开之后，生鸡蛋外壳虽有停止的可能，但是其中液态的蛋黄、蛋白却要保持转动的状态，因此它会带动蛋壳再摇摇晃晃地转上几圈。而熟鸡蛋的蛋壳、蛋白、蛋黄是连成一个整体的固体状态，当外壳停止运动，与它连成一体的蛋黄、蛋白也就立即停止运动了。