人間コマ

回転台の上で手すりにつかまって体を前後に動かし速さの変化を感じる。

この展示では、回転する台に乗り、手すりをつかんだまま体を前後させることで、回転速度の変化を体感できます。ここで体験できるのは、「角運動量保存則」です。回転する物体は、外部からの力が加わらない限り、「質量」と「速度」と「回転中心からの距離」を掛け合わせた値が保存します。展示では乗っている人の質量は変わらないので、手すりから離れて回転中心からの距離が大きくなると、反比例して速度が小さくなるのです。

角運動量とは、回転する物体の勢いを表す量です。物体の回転方向の運動量に、回転中心からの距離を掛け合わせた値になります。角運動量保存則とは、外部から力が加わらない限り、角運動量が一定に保たれるという法則です。

フィギュアスケート選手のスピンを例に挙げると、選手が腕や脚を引き寄せると、回転半径が小さくなり、角運動量を一定に保つために回転速度が速くなります。逆に、腕や脚を広げると回転速度が遅くなるのも、同じ角運動量保存則によるものです。この動作は、他のスポーツや運動においても見られ、たとえば、体操選手が空中で体を縮めて回転速度を高めたり、バレエダンサーがピルエットをする際にも応用されています。