Impulsmoment

impulsmoment

In de natuurkunde wordt momentum bestudeerd als de impulsmoment. Deze hoeveelheid hoekbeweging wordt toegepast in de roterende beweging, waardoor het momentum voor de translatiebeweging is. Impulsmoment is een vectorgrootheid die voornamelijk wordt gekenmerkt door de rotatie van een deeltje op een puntige manier of een object dat zich uitstrekt rond een as die door een punt gaat.

In dit artikel gaan we je alles vertellen wat je moet weten over het impulsmoment van zijn nut in de natuurkunde.

Wat is impulsmoment

impulsmoment tol

Wanneer we het proberen te berekenen van een object dat de beweging rond een as bevindt, is het altijd nodig om de rotatieas gemakkelijk te specificeren. We gaan meten met een materieel massapunt m, het impulsmoment wordt geschreven door de afkorting L. Het lineaire momentum is p en de positie van het deeltje ten opzichte van de as die door een bepaald punt O gaat is r.

Dit is hoe we het op de volgende manier laten berekenen: L = rxp

De reactor die ontstaat uit een vectorproduct staat loodrecht op het vlak dat wordt gevormd door de deelnemende vectoren. Dit betekent dat de richting het gevoel dat kan worden gevonden door de rechterhand regel voor het uitwendige product. Het impulsmoment wordt gemeten in kg per vierkante meter / seconde. Dit wordt gemeten volgens het internationale eenhedenstelsel en heeft geen speciale naam.

Deze definitie van impulsmoment is het meest logisch voor lichamen die uit veel deeltjes bestaan.

Hoeveelheid hoekbeweging

schaatser draait

We gebruiken het impulsmoment van een puntdeeltje om de rotatietoestand van een punt of een lichaam te karakteriseren dat als zodanig kan worden behandeld. Onthoud dat dit gebeurt wanneer de afmetingen van het lichaam te verwaarlozen zijn in vergelijking met het traject van zijn beweging. Met betrekking tot de vectoren van het impulsmoment ten opzichte van een bepaald punt en het lineaire momentum van een puntdeeltje dat beweegt als omtrek is het impulsmoment.

In het geval van een deeltje dat in een omtrek beweegt, is de hoek 90 graden. Dit komt doordat de snelheid van het impulsmoment altijd raakt aan de omtrek en dus loodrecht op de straal.

Als we het hebben over impulsmoment, hebben we het ook over het traagheidsmoment. Dit is niets meer dan wat wordt beschreven wanneer een star lichaam heeft een traagheid van zijn eigen lichaam tegen rotatie om een ​​bepaalde as. Dit traagheidsmoment hangt niet alleen af ​​van de massa van het lichaam, maar ook van de afstand van het lichaam zelf tot de rotatieas. Dit kan gemakkelijker worden begrepen als we denken dat het voor sommige objecten gemakkelijker is om te roteren ten opzichte van andere op dezelfde as. Dit hangt af van de vorming en structuur van het object zelf.

Voor deeltjessystemen wordt het traagheidsmoment aangeduid met de letter I en berekend met de volgende formule:

Ik = ∑ ri2 mi

Hier hebben we dat de beruchte m een ​​klein deel van de massa is en r de afstand is die het lichaam heeft ten opzichte van de rotatieas. Het lichaam wordt volledig uitgestrekt en samengesteld uit talrijke deeltjes, daarom is het totale traagheidsmoment de som van alle producten tussen massa en afstand. Het hangt af van de geometrie die ze object hebben, de sommatie verandert en gaat van een integraal naar een differentieel. Het concept traagheidsmoment is nauw verwant aan het impulsmoment van een object of volledig verlengd.

Hoekmoment van een systeem van deeltjes

katten vallen overeind

We gaan een systeem van deeltjes beschouwen dat is samengesteld uit verschillende massa's en dat roteert volgens één omtrek tegelijkertijd in het xy-vlak, elk heeft een lineaire snelheid die gerelateerd is aan de hoeksnelheid. Op deze manier kan het totaal van het systeem worden berekend en wordt het gegeven door de volgende som:

L = ∑ ri2 mi

Een verlengd lichaam het kan worden verdeeld in plakjes met elk een ander impulsmoment. Als de symmetrieas van het betreffende object samenvalt met de z-as, is er geen probleem. En dit komt omdat er punten zijn die niet in het xy-vlak liggen, dus de componenten die het vormen en die loodrecht op die as staan, worden opgeheven.

Laten we nu eens kijken wanneer het varieert. Normaal gesproken, wanneer een netto kracht optreedt tegen een lichaam of een deeltje, het momentum van deze specifieke kan veranderen. Bijgevolg zal het impulsmoment dat ook doen.

Aan de andere kant treedt de conservering op wanneer deze varieert, bestaande koppelmeter. Als dat koppel nul is, wordt het impulsmoment constant behouden. Dit resultaat is nog steeds geldig, zelfs als de carrosserie niet volledig stijf is.

Voorbeelden van impulsmoment

Dit alles is veel theorie geweest en kan niet goed worden begrepen zonder praktische voorbeelden. Laten we eens kijken naar praktische voorbeelden van impulsmoment. In de eerste hebben we kunstschaatsen en andere sporten met beurten. Als een skater begint te draaien, strekt ze haar armen uit en krimpt ons vervolgens tegen ons lichaam om haar benen te kruisen. Dit wordt gedaan om de draaisnelheid te verhogen. Wanneer het lichaam constant oscilleert, trekt het samen. Dankzij deze samentrekking kan het zijn rotatiesnelheid verhogen. Dit komt doordat het kunnen samentrekken van de armen en benen het traagheidsmoment ook vermindert. Omdat het impulsmoment behouden blijft, neemt de hoeksnelheid toe.

Een ander voorbeeld is waarom katten op hun voeten landen. Hoewel het geen initiële hoeveelheid beweging heeft, zorgt het ervoor dat zowel de benen als de staart snel worden gezegd om de traagheid van rotatie te kunnen veranderen en van de voet te kunnen vallen. Terwijl ze die bocht manoeuvreren, is hun impulsmoment nul omdat hun rotatie niet continu is.

Ik hoop dat u met deze informatie er meer over te weten kunt komen.


Wees de eerste om te reageren

Laat je reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

*

*

  1. Verantwoordelijk voor de gegevens: Miguel Ángel Gatón
  2. Doel van de gegevens: Controle SPAM, commentaarbeheer.
  3. Legitimatie: uw toestemming
  4. Mededeling van de gegevens: De gegevens worden niet aan derden meegedeeld, behalve op grond van wettelijke verplichting.
  5. Gegevensopslag: database gehost door Occentus Networks (EU)
  6. Rechten: u kunt uw gegevens op elk moment beperken, herstellen en verwijderen.