Στη φυσική, η ορμή μελετάται ως στροφορμή. Αυτή η ποσότητα γωνιακής κίνησης εφαρμόζεται στην περιστροφική κίνηση, γεγονός που καθιστά την ορμή για την μεταγραφική κίνηση. Η γωνιακή ορμή είναι μια ποσότητα φορέα που χαρακτηρίζεται κυρίως από την περιστροφή ενός σωματιδίου με ακρίβεια ή από ένα αντικείμενο που εκτείνεται γύρω από έναν άξονα που διέρχεται από ένα σημείο.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τη γωνιακή ορμή της χρησιμότητάς της στη φυσική.
Τι είναι η γωνιακή ορμή
Όταν προσπαθούμε να τον υπολογίσουμε από κάποιο αντικείμενο που βρίσκεται η κίνηση γύρω από έναν άξονα, είναι πάντα απαραίτητο να καθορίσουμε τον άξονα περιστροφής εύκολα. Θα αρχίσουμε να μετράμε με ένα υλικό σημείο μάζας m, η γωνιακή ορμή γράφεται με τη συντομογραφία L. Η γραμμική ορμή είναι p και η θέση του σωματιδίου σε σχέση με τον άξονα που διέρχεται από ένα συγκεκριμένο σημείο Ο είναι r.
Έτσι το υπολογίζουμε με τον ακόλουθο τρόπο: L = rxp
Ο αντιδραστήρας που προκύπτει από ένα προϊόν φορέα είναι κάθετος στο επίπεδο που σχηματίζεται από τους συμμετέχοντες φορείς. Αυτό σημαίνει ότι η κατεύθυνση την αίσθηση που μπορεί να βρεθεί από τον κανόνα του δεξιού χεριού για το σταυρό προϊόν. Η γωνιακή ορμή μετράται σε μονάδες kg ανά τετραγωνικό μέτρο / δευτερόλεπτο. Αυτό μετράται σύμφωνα με το διεθνές σύστημα μονάδων και δεν έχει ειδικό όνομα.
Αυτός ο ορισμός της γωνιακής ορμής έχει πιο νόημα για τα σώματα που αποτελούνται από πολλά σωματίδια.
Ποσότητα γωνιακής κίνησης
Χρησιμοποιούμε τη γωνιακή ορμή ενός σωματιδιακού σημείου για να χαρακτηρίσουμε την κατάσταση περιστροφής ενός σημείου ή ενός σώματος που μπορεί να αντιμετωπιστεί ως έχει. Να θυμάστε ότι αυτό συμβαίνει όταν οι διαστάσεις του σώματος είναι αμελητέες σε σύγκριση με την τροχιά της κίνησής του. Σε σχέση με τα διανύσματα της γωνιακής ορμής σε σχέση με ένα δεδομένο σημείο και τη γραμμική ορμή ενός σημείου σωματιδίου που κινείται καθώς η περιφέρεια είναι η γωνιακή ορμή.
Για την περίπτωση ενός σωματιδίου που κινείται σε μια περιφέρεια, η γωνία είναι 90 μοίρες. Αυτό συμβαίνει επειδή η ταχύτητα της γωνιακής ορμής είναι πάντα εφαπτόμενη στην περιφέρεια και συνεπώς κάθετη προς την ακτίνα.
Όταν μιλάμε για γωνιακή ορμή, μιλάμε επίσης για τη στιγμή της αδράνειας. Αυτό δεν είναι τίποτα περισσότερο από αυτό που περιγράφεται όταν ένα άκαμπτο σώμα έχει αδράνεια του σώματός του έναντι περιστροφής γύρω από έναν συγκεκριμένο άξονα. Αυτή η στιγμή αδράνειας εξαρτάται όχι μόνο από τη μάζα του σώματος, αλλά και από την απόσταση από το ίδιο το σώμα έως τον άξονα περιστροφής. Αυτό μπορεί να γίνει πιο κατανοητό αν πιστεύουμε ότι, για ορισμένα αντικείμενα, είναι ευκολότερο να περιστρέφεται σε σχέση με άλλα στον ίδιο άξονα. Αυτό εξαρτάται από τη διαμόρφωση και τη δομή του ίδιου του αντικειμένου.
Για συστήματα σωματιδίων η ροπή αδράνειας δηλώνεται με το γράμμα I και υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο:
I = ∑ri2 Δμi
Εδώ έχουμε ότι το περίφημο του m είναι ένα μικρό μέρος της μάζας και το r είναι η απόσταση που έχει το σώμα σε σχέση με τον άξονα περιστροφής. Το σώμα θα επεκταθεί πλήρως και θα αποτελείται από πολλά σωματίδια, επομένως η συνολική ροπή αδράνειας είναι το άθροισμα όλων των προϊόντων μεταξύ μάζας και απόστασης. Εξαρτάται από τη γεωμετρία που έχουν αντικείμενο, το άθροισμα αλλάζει και πηγαίνει από ένα ακέραιο σε ένα διαφορικό. Η έννοια της ροπής αδράνειας σχετίζεται στενά με τη γωνιακή ορμή ενός αντικειμένου ή είναι πλήρως εκτεταμένη.
Γωνιακή ροπή ενός συστήματος σωματιδίων
Θα εξετάσουμε ένα σύστημα σωματιδίων που αποτελείται από διαφορετικές μάζες και που περιστρέφεται μετά από μία περιφέρεια ταυτόχρονα στο επίπεδο xy, το καθένα έχει μια γραμμική ταχύτητα που σχετίζεται με τη γωνιακή ταχύτητα. Με αυτόν τον τρόπο, το σύνολο του συστήματος μπορεί να υπολογιστεί και δίνεται με το ακόλουθο άθροισμα:
L = ω ∑ri2 Δμi
Ένα εκτεταμένο σώμα Μπορεί να χωριστεί σε φέτες το καθένα με διαφορετική γωνιακή ορμή. Εάν ο άξονας συμμετρίας του εν λόγω αντικειμένου συμπίπτει με τον άξονα z δεν υπάρχει πρόβλημα. Και αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχουν σημεία που δεν βρίσκονται στο επίπεδο xy, επομένως τα εξαρτήματα που το σχηματίζουν και που είναι κάθετα στον εν λόγω άξονα ακυρώνονται.
Ας δούμε τώρα πότε ποικίλλει. Κανονικά, όταν μια καθαρή δύναμη έρχεται να δράσει εναντίον σώματος ή σωματιδίου, η ορμή αυτού του συγκεκριμένου μπορεί να αλλάξει. Κατά συνέπεια, έτσι και η γωνιακή ορμή.
Από την άλλη πλευρά, η διατήρηση συμβαίνει όταν ποικίλλει, υφιστάμενος μετρητής ροπής. Εάν η ροπή είναι μηδενική, η γωνιακή ορμή διατηρείται συνεχώς. Αυτό το αποτέλεσμα εξακολουθεί να ισχύει ακόμη και αν το σώμα δεν είναι εντελώς άκαμπτο.
Παραδείγματα γωνιακής ορμής
Όλα αυτά ήταν πολλές θεωρίες και δεν μπορούν να γίνουν κατανοητά χωρίς πρακτικά παραδείγματα. Ας δούμε πρακτικά παραδείγματα γωνιακής ορμής. Στην πρώτη έχουμε πατινάζ και άλλα αθλήματα όπου υπάρχουν στροφές. Όταν ένας σκέιτερ αρχίζει να γυρίζει, επεκτείνει τα χέρια της και μετά μας συρρικνώνει στα σώματά μας για να διασχίσει τα πόδια της. Αυτό γίνεται για να αυξηθεί η ταχύτητα στροφής. Όποτε το σώμα ταλαντεύεται συνεχώς, συστέλλεται. Χάρη σε αυτή τη συστολή μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα περιστροφής του. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το γεγονός της ικανότητας σύσπασης των χεριών και των ποδιών κάνει τη στιγμή της αδράνειας επίσης μειωμένη Δεδομένου ότι η γωνιακή ορμή διατηρείται, η γωνιακή ταχύτητα αυξάνεται.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι γιατί οι γάτες προσγειώνονται στα πόδια τους. Αν και δεν έχει αρχική ποσότητα κίνησης, φροντίζει να πει γρήγορα και τα δύο πόδια και η ουρά να είναι σε θέση να αλλάξουν την αδράνεια περιστροφής και να είναι σε θέση να πέσουν από το πόδι. Ενώ ελιγμών στρέφονται, η γωνιακή ορμή τους είναι μηδενική καθώς η περιστροφή τους δεν είναι συνεχής.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για αυτό.