Ребёнок держит гантели прямо в руках по бокам и сидит на вращающемся стуле, медленно поворачиваясь. Когда он внезапно сжимает руки, притягивая их к телу, он замечает, что его скорость вращения значительно увеличилась. Никто его не толкал, он просто сам сжал руки, так почему же изменилась скорость вращения? Давайте начнём с того, как открывается дверь, это поможет лучше понять принцип. Дверь может вращаться вокруг оси, и обычно, когда мы открываем дверь, наша сила действует перпендикулярно оси вращения. Попробуйте сами: если вы прикладываете силу вниз на дверную ручку (направляя силу параллельно оси вращения) или направляете силу в сторону оси вращения, дверь не будет вращаться. Простой факт открывания двери содержит много физических принципов. Мы можем сделать по крайней мере один вывод: если действующая сила параллельна оси вращения или направлена в сторону оси вращения, она не влияет на вращение двери. Конечно, дверь можно заменить другими объектами. В вышеупомянутой проблеме с вращением ребёнка внешние силы, действующие на него, — это только сила тяжести и опорная сила земли на стул, и все эти силы параллельны оси вращения. Согласно нашему предыдущему выводу, эти силы не влияют на вращение, то есть, если вращение начинается с определённой скоростью, оно должно оставаться таким же, иначе это будет означать, что силы "влияют на вращение". Но до и после того, как ребёнок сжал руки, скорость вращения явно изменилась. Так какая же величина, представляющая "вращение системы", остаётся неизменной во время вращения? Давайте проанализируем изменения соответствующих физических величин в проблеме с вращением ребёнка. До и после того, как ребёнок сжал руки, происходит следующее: масса гантелей не меняется, но расстояние до оси вращения уменьшается, поэтому вращение всей системы ускоряется.
Из предыдущего анализа следует, что существует неизменная величина. Естественно, нам легко приходит в голову, что скорость вращения и расстояние изменяются, а их произведение должно оставаться неизменным. Но это невозможно! Потому что единицы этих двух величин различны, и их нельзя складывать. А может быть, "произведение скорости вращения и расстояния" остаётся неизменным? Если вы так думаете, то поздравляем вас, вы угадали! Вы предположили вывод, который на самом деле является "законом сохранения углового момента" в физике, а в механике это называется "законом сохранения момента импульса". С учётом этого вывода легко понять, почему фигуристы, быстро вращаясь, сжимают руки: сначала фигуристы медленно вращаются, размахивая руками, на льду мало трения, и оно практически не влияет на скорость вращения, а силы тяжести и опоры параллельны оси вращения и не влияют на вращение системы; согласно "закону сохранения углового момента", сжимание рук эквивалентно уменьшению расстояния до оси вращения, и, следовательно, скорость вращения естественно увеличивается.