Fizica momentului unghiular
Fizica momentului unghiular
Anonim

Impuls unghiular, proprietate care caracterizează inerția rotativă a unui obiect sau sistem de obiecte în mișcare despre o axă care poate sau nu poate trece prin obiect sau sistem. Pământul are un moment unghiular orbital din cauza revoluției sale anuale despre Soare și a momentului unghiular rotativ, datorită rotației zilnice în jurul axei sale. Momentul unghiular este o cantitate vectorială, care necesită specificarea atât a unei mărimi cât și a unei direcții pentru descrierea completă a acesteia. Mărimea momentului unghiular al unui obiect orbitant este egală cu momentul său liniar (produsul masei sale m și viteza liniară v) de ori distanța perpendiculară r de la centrul de rotație până la o linie trasată în direcția mișcării sale instantanee și care trece prin centrul de greutate al obiectului sau pur și simplu mvr. Pentru un obiect de filare, pe de altă parte, momentul unghiular trebuie să fie considerat ca însumarea cantității mvr pentru toate particulele care compun obiectul. Momentul unghiular poate fi formulat în mod echivalent ca produsul lui I, momentul inerției și ω, viteza unghiulară a unui corp sau sistem rotativ sau pur și simplu Iω. Direcția vectorului moment unghiular este cea a axei de rotație a obiectului dat și este desemnată ca fiind pozitivă în direcția în care un șurub cu mâna dreaptă ar avansa dacă ar fi rotit în mod similar. Unitățile MKS sau SI corespunzătoare momentului unghiular sunt kilograme de metri pătrați pe secundă (kg-m2 / sec).

mecanică: moment unghiular și cuplu

O particulă de masă m și viteza v are moment liniar p = mv. Particula

Pentru un obiect sau sistem dat izolat de forțele externe, momentul unghiular total este o constantă, fapt cunoscut sub numele de legea conservării momentului unghiular. Un obiect de filare rigid, de exemplu, continuă să se rotească în ritm constant și cu o orientare fixă, dacă nu este influențat de aplicarea unui cuplu extern. (Rata de schimbare a momentului unghiular este, de fapt, egală cu cuplul aplicat.) Un patinar figură se învârte mai repede sau are o viteză unghiulară greater mai mare, când brațele sunt trase spre interior, deoarece această acțiune reduce momentul inerției. În timp ce produsul Iω, impulsul unghiular al patinatorului, rămâne constant. Datorită conservării direcției, precum și a mărimii, un giroscop rotativ într-un avion rămâne fixat în orientarea sa, independent de mișcarea avionului.

Pentru extinderea concepției momentului unghiular orbital și rotativ la proprietăți analoge ale particulelor subatomice cum ar fi electronii, a se vedea spin. Vedeți și impulsul.