A fizikában a lendületet tanulmányozzák perdület. A szögmozgás ekkora mennyiségét alkalmazzák a forgó mozgásban, ez adja a lendületet a transzlációs mozgáshoz. A szögmomentum egy vektormennyiség, amelyet főleg egy részecske pontos módon történő forgása vagy egy ponton áthaladó tengely körül kinyújtott tárgy forgása jellemez.
Ebben a cikkben mindent elmondunk neked, amit tudnod kell a fizikában való hasznosságának szögletéről.
Mi a szögletes lendület
Amikor megpróbáljuk kiszámítani valamilyen objektumot, amely egy tengely körüli mozgást tartalmaz, mindig meg kell adni a forgástengelyt. Mérni fogunk egy m tömegű anyagi ponttal, a szögmomentumot L rövidítéssel írjuk. A lineáris momentum p, és a részecske helyzete a bizonyos O ponton áthaladó tengelyhez képest r.
Így számoljuk ki a következő módon: L = rxp
A vektortermékből származó reaktor merőleges a részt vevő vektorok által képzett síkra. Ez azt jelenti, hogy az az irány, amelyet a jobb kéz találhat meg, szabályozza a keresztterméket. A szögimpulzus mértékegysége kg / négyzetméter / másodperc. Ezt a nemzetközi mértékegység-rendszer szerint mérik, és nincs külön neve.
A szögimpulzusnak ez a meghatározása a legérzékenyebb a sok részecskéből álló testek esetében.
A szögmozgás mennyisége
Egy pontrészecske szögmomentumát használjuk egy pont vagy egy ilyenként kezelhető test forgási állapotának jellemzésére. Ne feledje, hogy ez akkor történik, amikor a test méretei elhanyagolhatóak a mozgás pályájához képest. A szögimpulzus vektoraihoz viszonyítva egy adott ponthoz és egy olyan részecske lineáris momentumához, amely mozog, mivel a kerület a szögmomentum.
Egy kerületben mozgó részecske esetében a szög 90 fok. A szögmomentum sebessége ugyanis mindig érintője a kerületnek, ezért merőleges a sugárra.
Amikor szögletes lendületről beszélünk, akkor a tehetetlenség pillanatáról is beszélünk. Ez nem más, mint az, amikor leírják egy merev test saját testének tehetetlensége van egy bizonyos tengely körüli forgás ellen. Ez a tehetetlenségi pillanat nemcsak a test tömegétől függ, hanem attól is, hogy milyen távolság van a testtől a forgástengelyig. Ezt könnyebben meg lehet érteni, ha azt gondoljuk, hogy egyes objektumok esetében könnyebb elfordulni másokhoz képest ugyanazon a tengelyen. Ez függ a tárgy kialakulásától és szerkezetétől.
Részecskerendszerek esetén a tehetetlenségi pillanatot I. betűvel jelöljük, és a következő képlettel számoljuk:
I =. Ri2 Δmi
Itt arról van szó, hogy közismert m értéke a tömeg egy kis része, és r a test távolsága a forgástengelytől. A test teljesen kinyújtott lesz, és számos részecskéből áll, ezért teljes tehetetlenségi nyomatéka a tömeg és a távolság közötti összes termék összege. A tárgyuk geometriájától függ, az összegzés változik és integrálról differenciálra vált. A tehetetlenségi pillanat fogalma szorosan kapcsolódik egy tárgy szögmomentumához, vagy teljesen kiterjesztett.
A részecskerendszer szögmomentuma
Meg fogjuk vizsgálni a részecskék rendszerét, amely különböző tömegekből áll, és amely egy kerületet követve egyszerre forog az xy síkban, mindegyiknek lineáris sebessége van, amely összefügg a szögsebességgel. Ily módon kiszámítható a rendszer teljes összege, amelyet a következő összeg ad meg:
L = ω ∑ri2 Δmi
Kiterjesztett test szeletekre osztható, mindegyiknek más a szöge. Ha a kérdéses objektum szimmetriatengelye egybeesik a z tengellyel, akkor nincs probléma. És ez azért van, mert vannak olyan pontok, amelyek nincsenek az xy síkban, így az azt alkotó és az adott tengelyre merőleges alkatrészek eltűnnek.
Lássuk most, ha változik. Normális esetben, amikor egy test vagy részecske ellen nettó erő hat, ennek a sajátosságnak a lendülete megváltozhat. Ennek következtében a szögmomentum is így lesz.
Másrészt a megőrzés akkor következik be, amikor megváltoztatja a meglévő nyomatékmérőt. Ha ez a nyomaték nulla, akkor a szögimpulzus folyamatosan konzerválódik. Ez az eredmény még abban az esetben is érvényes, ha a test nem teljesen merev.
Példák a szögimpulzusra
Mindez sok elmélet volt, és gyakorlati példák nélkül nem érthető meg jól. Nézzük meg a szögimpulzus gyakorlati példáit. Az elsőben műkorcsolya és egyéb sportok vannak, ahol fordulatok vannak. Amikor egy korcsolyázó megfordulni kezd, kinyújtja a karját, majd a testünkhöz szorít minket, hogy keresztezzük a lábait. Ez a fordulási sebesség növelése érdekében történik. Amikor a test folyamatosan oszcillál, összehúzódik. Ennek a összehúzódásnak köszönhetően növelheti forgási sebességét. Ez annak köszönhető, hogy a karok és lábak összehúzódásának ténye a tehetetlenség pillanatát is csökkenti. Mivel a szögimpulzus konzervált, a szögsebesség növekszik.
Egy másik példa, hogy a macskák miért szállnak a lábukra. Annak ellenére, hogy nincs kezdeti mozgásmennyisége, gondoskodik a lábak és a farok gyors kimondásáról, hogy megváltoztassa forgástehetetlenségét és le tudjon esni a lábról. Míg manővereznek ebben a kanyarban, szögletük nullával jár, mivel forgásuk nem folyamatos.
Remélem, hogy ezzel az információval többet tudhat meg róla.