I fysikk blir momentum studert som vinkelmoment. Denne mengden vinkelbevegelse påføres i rotasjonsbevegelse, noe som gjør at fremdriften er for translasjonsbevegelse. Vinkelmoment er en vektormengde som hovedsakelig er preget av rotasjonen av en partikkel på en punktlig måte eller et objekt som strekker seg rundt en akse som passerer gjennom et punkt.
I denne artikkelen skal vi fortelle deg alt du trenger å vite om vinkelmomentet for dets nytte i fysikk.
Hva er vinkelmoment
Når vi prøver å beregne den av et eller annet objekt som ligger bevegelsen rundt en akse, er det alltid nødvendig å spesifisere rotasjonsaksen. Vi skal begynne å måle med et materialpunkt med masse m, vinkelmomentet er skrevet med forkortelsen L. Det lineære momentet er p og partikkelens posisjon i forhold til aksen som passerer gjennom et bestemt punkt O er r.
Slik har vi beregnet det på følgende måte: L = rxp
Reaktoren som kommer fra et vektorprodukt er vinkelrett på planet som dannes av de deltakende vektorene. Dette betyr at retningen følelsen som kan bli funnet av høyre hånd regjerer for kryssproduktet. Vinkelmoment måles i enheter på kg per kvadratmeter / sekund. Dette måles i henhold til det internasjonale enhetssystemet og har ingen spesielle navn.
Denne definisjonen av vinkelmoment gir mest mening for legemer som består av mange partikler.
Mengden vinkelbevegelse
Vi bruker vinkelmomentet til en punktpartikkel for å karakterisere tilstanden for rotasjon av et punkt eller et legeme som kan behandles som sådan. Husk at dette skjer når kroppens dimensjoner er ubetydelige sammenlignet med banen til dens bevegelse. I forhold til vektorene til vinkelmomentet med hensyn til et gitt punkt og det lineære momentet til en punktpartikkel som beveger seg ettersom omkretsen er vinkelmomentet.
For en partikkel som beveger seg i en omkrets, er vinkelen 90 grader. Dette er fordi hastigheten til vinkelmomentet alltid er tangent til omkretsen og derfor vinkelrett på radiusen.
Når vi snakker om vinkelmoment, snakker vi også om treghetsmomentet. Dette er ikke noe mer enn det som er beskrevet når et stivt legeme har treghet i sin egen kropp mot rotasjon rundt en bestemt akse. Dette treghetsmomentet avhenger ikke bare av kroppens masse, men også av avstanden fra kroppen selv til rotasjonsaksen. Dette kan lettere forstås hvis vi tror at det for noen objekter er lettere å rotere i forhold til andre på samme akse. Dette avhenger av dannelsen og strukturen til selve objektet.
For partikelsystemer er treghetsmomentet betegnet med bokstaven I og beregnes med følgende formel:
Jeg = ∑ ri2 Δmi
Her har vi at den beryktede m er en liten del av massen, og r er avstanden kroppen har i forhold til rotasjonsaksen. Kroppen vil være fullstendig utvidet og sammensatt av mange partikler, og dermed er dets totale treghetsmoment summen av alle produktene mellom masse og avstand. Det avhenger av geometrien de har, summeringen endres og går fra en integral til en differensial. Konseptet med treghetsmoment er nært knyttet til vinkelmomentet til et objekt eller helt utvidet.
Vinkelmoment av et partikelsystem
Vi skal vurdere et system av partikler som er sammensatt av forskjellige masser og som roterer etter en omkrets samtidig i xy-planet, hver har en lineær hastighet som er relatert til vinkelhastigheten. På denne måten kan totalsystemet beregnes og blir gitt av følgende sum:
L = . ∑ ri2 Δmi
En utvidet kropp den kan deles i skiver hver med forskjellig vinkelmoment. Hvis symmetriaksen til det aktuelle objektet sammenfaller med z-aksen, er det ikke noe problem. Og dette er fordi det er punkter som ikke er i xy-planet, så komponentene som danner det og som er vinkelrett på den aksen, avbrytes.
La oss se nå når det varierer. Normalt, når en nettokraft kommer til å virke mot et legeme eller en partikkel, momentumet til dette kan endres. Som en konsekvens vil også vinkelmomentet gjøre det.
På den annen side skjer bevaringen når den varierer eksisterende momentmåler. Hvis dreiemomentet er null, blir vinkelmomentet konstant bevart. Dette resultatet er fortsatt gyldig selv i tilfelle at kroppen ikke er helt stiv.
Eksempler på vinkelmoment
Alt dette har vært mye teori og kan ikke forstås godt uten praktiske eksempler. La oss se praktiske eksempler på vinkelmoment. I den første har vi kunstløp og andre idretter der det er svinger. Når en skøyteløper begynner å snu, strekker hun ut armene og klemmer oss deretter mot kroppen vår for å krysse beina. Dette gjøres for å øke svinghastigheten. Når kroppen svinger konstant, trekker den seg sammen. Takket være denne sammentrekningen kan den øke rotasjonshastigheten. Dette skyldes det faktum at det å kunne trekke sammen armer og ben også reduserer treghetsmomentet. Siden vinkelmomentet er bevart, øker vinkelhastigheten.
Et annet eksempel er hvorfor katter lander på føttene. Selv om den ikke har en innledende bevegelsesmengde, sørger den for å si både bena og halen raskt for å kunne endre rotasjonsinerti og for å kunne falle av foten. Mens de manøvrerer den svingen, er vinkelmomentet deres null siden rotasjonen ikke er kontinuerlig.
Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om den.