角の勢い

角運動量

物理学では、勢いは次のように研究されています 角運動量。 この量の角運動は回転運動に適用され、その勢いは並進運動になります。 角運動量は、主に、粒子が時間通りに回転すること、またはオブジェクトが点を通過する軸の周りに伸びることによって特徴付けられるベクトル量です。

この記事では、物理学におけるその有用性の角運動量について知る必要があるすべてをお伝えします。

角運動量とは

角運動量スピニングトップ

軸の周りの動きにあるオブジェクトの計算を試みるときは、常に回転軸を便利に指定する必要があります。 質量mの物質点から測定を開始します。角運動量は略語Lで表されます。 線形運動量はpであり、特定の点Oを通過する軸に対する粒子の位置はrです。

これは、次の方法で計算する方法です。L= rxp

ベクトル積から生じる反応器は、関与するベクトルによって形成される平面に垂直です。 これは、クロスプロダクトの右側のルールによって見つけることができる方向を意味します。 角運動量は、kg /平方メートル/秒の単位で測定されます。 これは国際的な単位体系に従って測定され、特別な名前はありません。

この角運動量の定義は、多くの粒子で構成されている物体に最も適しています。

角運動量

スケータースピン

ポイント粒子の角運動量を使用して、そのように扱うことができるポイントまたはボディの回転状態を特徴付けます。 これは、体の動きの軌跡と比較して体の寸法が無視できる場合に発生することを忘れないでください。 与えられた点に関する角運動量のベクトルと点粒子の線形運動量に関連して 円周が角運動量であるように動きます。

円周方向に移動する粒子の場合、角度は90度です。 これは、角運動量の速度が常に円周に接し、したがって半径に垂直であるためです。

私たちが角運動量について話すとき、私たちは慣性の瞬間についても話します。 これは、次の場合に説明されている内容にすぎません。 リジッドボディは、特定の軸を中心とした回転に対して、それ自体のボディの慣性を持っています。 この慣性モーメントは、物体の質量だけでなく、物体自体から回転軸までの距離にも依存します。 これは、オブジェクトによっては、同じ軸上で他のオブジェクトに対して回転しやすいと考えると、より簡単に理解できます。 これは、オブジェクト自体の形成と構造によって異なります。

粒子システムの場合、慣性モーメントは文字Iで表され、次の式で計算されます。

I = 据え石 ri2 Δmi

ここで、悪名高いmは質量のごく一部であり、rは回転軸に対する物体の距離です。 ボディは完全に伸び、多数の粒子で構成されます。したがって、その総慣性モーメントは、質量と距離の間のすべての積の合計になります。 それは彼らが持っている幾何学に依存し、合計は変化し、積分から微分になります。 慣性モーメントの概念は、オブジェクトの角運動量と密接に関連しているか、完全に伸びています。

粒子系の角モーメント

猫は立ち上がる

異なる質量で構成され、xy平面内で同時にXNUMXつの円周に沿って回転し、それぞれが角速度に関連する線形速度を持つ粒子のシステムを検討します。 このようにして、システムの合計を計算でき、次の合計で求められます。

L = ω∑ ri2 Δmi

伸ばされた体 それぞれが異なる角運動量を持つスライスに分割できます。 問題のオブジェクトの対称軸がz軸と一致する場合、問題はありません。 これは、xy平面にない点があるため、それを形成し、その軸に垂直なコンポーネントが相殺されるためです。

それが変化するときを見てみましょう。 通常、正味の力が体や粒子に作用するようになると、 この特定の勢いは変わる可能性があります。 結果として、角運動量も同様になります。

一方、既存のトルクメーターを変更すると保存が発生します。 そのトルクがゼロの場合、角運動量は常に保存されます。 この結果は、ボディが完全に剛性でない場合でも有効です。

角運動量の例

これはすべて多くの理論であり、実際的な例なしでは十分に理解することはできません。 角運動量の実際的な例を見てみましょう。 最初に、ターンがあるフィギュアスケートや他のスポーツがあります。 スケーターが向きを変え始めると、彼女は腕を伸ばし、私たちを私たちの体に押し付けて足を交差させます。 これは、回転速度を上げるために行われます。 体が絶えず振動するときはいつでも、それは収縮します。 この収縮のおかげで、回転速度を上げることができます。 これは、腕と脚を収縮させることができるという事実が慣性のモーメントも減少させるという事実によるものです。 角運動量が保存されるため、角速度が増加します。

もうXNUMXつの例は、猫が足に着地する理由です。 初期の動きはありませんが、回転の慣性を変えたり、足から落ちたりするために、足と尻尾の両方をすばやく言うようにしています。 彼らがそのターンを操縦している間、彼らの回転は連続的ではないので、彼らの角運動量はゼロです。

この情報であなたがそれについてもっと学ぶことができることを願っています。


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