각운동량

물리학에서 운동량은 각운동량. 이 각도 운동의 양은 회전 운동에 적용되어 병진 운동을위한 운동량을 만듭니다. 각운동량은 주로 입자가 정확한 방식으로 회전하거나 점을 통과하는 축을 중심으로 확장 된 물체를 특징으로하는 벡터 양입니다.

이 기사에서 우리는 물리학에서 유용성의 각운동량에 대해 알아야 할 모든 것을 말할 것입니다.

각운동량이란?

축을 중심으로 이동하는 물체에 대해 계산하려고 할 때 항상 편리하게 회전축을 지정해야합니다. 질량 m의 물질 점으로 측정을 시작하겠습니다. 각운동량은 약어 L로 작성됩니다. 선형 운동량은 p이고 특정 지점 O를 통과하는 축에 대한 입자의 위치는 r입니다.

다음과 같은 방식으로 계산됩니다. L = rxp

벡터 제품의 결과로 생성되는 반응기는 참여하는 벡터에 의해 형성된 평면에 수직입니다. 이는 외적에 대한 오른손 법칙으로 찾을 수있는 방향 감각을 의미합니다. 각운동량은 평방 미터 / 초당 kg 단위로 측정됩니다. 이것은 국제 단위 시스템에 따라 측정되며 특별한 이름이 없습니다.

각운동량에 대한 이러한 정의는 많은 입자로 구성된 몸체에 가장 적합합니다.

각도 운동량

우리는 점 입자의 각운동량을 사용하여 그렇게 취급 될 수있는 점 또는 몸체의 회전 상태를 특성화합니다. 이것은 신체의 크기가 움직임의 궤적에 비해 무시할 수있을 때 발생합니다. 주어진 점에 대한 각운동량의 벡터와 점 입자의 선형 운동량과 관련하여 원주는 각운동량으로 움직입니다.

원주를 따라 움직이는 입자의 경우 각도는 90 도입니다. 이는 각운동량의 속도가 항상 원주에 접하고 따라서 반경에 수직이기 때문입니다.

각 운동량에 대해 말할 때 우리는 관성 모멘트도 말합니다. 이것은 때 설명 된 것 이상이 아닙니다. 강체는 특정 축을 중심으로 한 회전에 대해 자체 몸체의 관성을 가지고 있습니다.. 이 관성 모멘트는 신체의 질량뿐만 아니라 신체 자체에서 회전축까지의 거리에 따라 달라집니다. 일부 개체의 경우 동일한 축에서 다른 개체에 대해 회전하는 것이 더 쉽다고 생각하면 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 이것은 물체 자체의 형성과 구조에 달려 있습니다.

입자 시스템의 경우 관성 모멘트는 문자 I로 표시되며 다음 공식으로 계산됩니다.

나는 = ∑ r_i² △m_i

여기서 우리는 악명 높은 m은 질량의 작은 부분이고 r은 회전축에 대해 몸체가 갖는 거리입니다. 몸체는 완전히 확장되고 수많은 입자로 구성되므로 총 관성 모멘트는 질량과 거리 사이의 모든 제품의 합입니다. 그것은 그들이 가진 기하학에 따라 달라지며, 합산은 변하고 적분에서 미분으로 이동합니다. 관성 모멘트의 개념은 물체의 각운동량과 밀접한 관련이 있거나 완전히 확장됩니다.

입자 시스템의 각 모멘트

우리는 서로 다른 질량으로 구성되고 xy 평면에서 동시에 하나의 원주를 따라 회전하는 입자 시스템을 고려할 것입니다. 각각은 각속도와 관련된 선형 속도를 갖습니다. 이러한 방식으로 시스템의 합계를 계산할 수 있으며 다음 합계로 제공됩니다.

L = ω∑또는_i² △m_i

확장 된 몸 각운동량이 다른 슬라이스로 나눌 수 있습니다.. 해당 물체의 대칭축이 z 축과 일치하면 문제가 없습니다. 그리고 이것은 xy 평면에없는 점이 있다는 사실 때문입니다. 그래서 그것을 형성하고 상기 축에 수직 인 구성 요소가 상쇄됩니다.

변화가있을 때 지금 보자. 일반적으로 순 힘이 몸이나 입자에 작용하게되면 이 특정의 추진력은 바뀔 수 있습니다. 결과적으로 각운동량도 마찬가지입니다.

반면에 기존 토크 미터가 변하면 보존이 발생합니다. 그 토크가 XNUMX이면 각운동량은 지속적으로 보존됩니다. 이 결과는 몸체가 완전히 단단하지 않은 경우에도 유효합니다.

각운동량의 예

이 모든 것은 많은 이론이었고 실제적인 예 없이는 잘 이해할 수 없습니다. 각운동량의 실제 예를 살펴 보겠습니다. 처음에는 피겨 스케이팅과 턴이있는 다른 스포츠가 있습니다. 스케이터가 회전하기 시작하면 그녀는 팔을 뻗은 다음 우리 몸을 수축시켜 다리를 교차시킵니다. 이것은 회전 속도를 높이기 위해 수행됩니다. 몸이 끊임없이 진동 할 때마다 수축합니다. 이 수축 덕분에 회전 속도를 높일 수 있습니다. 이것은 팔다리를 수축시킬 수 있다는 사실이 관성 모멘트를 감소시키기 때문입니다. 각운동량이 보존되기 때문에 각속도가 증가합니다.

또 다른 예는 고양이가 발에 착지하는 이유입니다. 초기 이동량은 없지만 회전 관성을 변경하고 발에서 떨어질 수 있도록 다리와 꼬리를 빠르게 말해야합니다. 회전하는 동안 회전이 연속적이지 않기 때문에 각운동량은 XNUMX입니다.

이 정보를 통해 더 많은 것을 알 수 있기를 바랍니다.