I fysik studeras momentum som vinkelmoment. Denna mängd vinkelrörelse appliceras i rotationsrörelsen, vilket gör att momentum är för translationell rörelse. Vinkelmomentet är en vektormängd som huvudsakligen kännetecknas av rotation av en partikel på ett punktligt sätt eller ett objekt som sträcker sig runt en axel som passerar genom en punkt.
I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om vinkelmomentet för dess användbarhet i fysik.
Vad är vinkelmoment
När vi försöker beräkna det för något objekt som ligger rörelsen runt en axel är det alltid nödvändigt att ange rotationsaxeln bekvämt. Vi ska börja mäta med en materialpunkt med massan m, vinkelmomentet skrivs med förkortningen L. Det linjära momentet är p och partikelns position i förhållande till axeln som passerar genom en viss punkt O är r.
Så här beräknar vi det på följande sätt: L = rxp
Reaktorn som härrör från en vektorprodukt är vinkelrät mot planet som bildas av de deltagande vektorerna. Detta innebär att riktningen den känsla som kan hittas av högerhanden för korsprodukten. Vinkelmomentet mäts i enheter på kg per kvadratmeter / sekund. Detta mäts enligt det internationella enhetssystemet och har inga speciella namn.
Denna definition av vinkelmoment är mest meningsfullt för kroppar som består av många partiklar.
Mängden vinkelrörelse
Vi använder vinkelmomentet för en punktpartikel för att karakterisera tillståndet för en punkt eller en kropp som kan behandlas som sådan. Kom ihåg att detta händer när kroppens dimensioner är försumbara jämfört med banans rörelse. I förhållande till vektorerna för vinkelmomentet med avseende på en given punkt och det linjära momentet hos en punktpartikel som rör sig eftersom omkretsen är vinkelmomentet.
För en partikel som rör sig i en omkrets är vinkeln 90 grader. Detta beror på att vinkelmomentets hastighet alltid är tangent till omkretsen och därför vinkelrät mot radien.
När vi talar om vinkelmoment talar vi också om tröghetsmomentet. Detta är inget mer än vad som beskrivs när en stel kropp har en tröghet hos sin egen kropp mot rotation runt en viss axel. Detta tröghetsmoment beror inte bara på kroppens massa utan också på avståndet från kroppen själv till rotationsaxeln. Detta kan lättare förstås om vi tror att det för vissa objekt är lättare att rotera i förhållande till andra på samma axel. Detta beror på bildandet och strukturen av själva objektet.
För ett partikelsystem betecknas tröghetsmomentet med bokstaven I och beräknas med följande formel:
I =. Ri2 Ami
Här har vi att det är känt för m är en liten del av massan och r är det avstånd som kroppen har i förhållande till rotationsaxeln. Kroppen kommer att vara helt utsträckt och består av många partiklar, varför dess totala tröghetsmoment är summan av alla produkter mellan massa och avstånd. Det beror på geometrin de har föremål, summeringen ändras och går från en integral till en differential. Begreppet tröghetsmoment är nära relaterat till ett objekts vinkelmoment eller helt utsträckt.
Vinkelmoment hos ett partikelsystem
Vi kommer att överväga ett system av partiklar som består av olika massor och som roterar efter en omkrets samtidigt i xy-planet, var och en har en linjär hastighet som är relaterad till vinkelhastigheten. På detta sätt kan systemets totala beräknas och ges av följande summa:
L = . ∑ ri2 Ami
En förlängd kropp den kan delas upp i skivor med olika vinkelmoment. Om symmetriaxeln för det aktuella föremålet sammanfaller med z-axeln finns det inga problem. Och det beror på att det finns punkter som inte finns i xy-planet, så komponenterna som bildar det och som är vinkelräta mot den axeln avbryts.
Låt oss se nu när det varierar. Normalt, när en nettokraft kommer att verka mot en kropp eller en partikel, momentumet för detta kan förändras. Som en följd av detta kommer vinkelmomentet att bli så.
Å andra sidan sker bevarande när den varierar befintlig vridmomentmätare. Om detta vridmoment är noll bevaras ständigt vinkelmomentet. Detta resultat är fortfarande giltigt även om kroppen inte är helt stel.
Exempel på vinkelmoment
Allt detta har varit mycket teori och kan inte förstås utan praktiska exempel. Låt oss se praktiska exempel på vinkelmoment. I den första har vi konståkning och andra sporter där det finns svängar. När en åkare börjar vända sig sträcker hon ut armarna och krymper oss sedan mot vår kropp för att korsa benen. Detta görs för att öka svänghastigheten. När kroppen oscillerar ständigt, dras den samman. Tack vare denna sammandragning kan den öka sin rotationshastighet. Detta beror på att det faktum att man kan dra ihop armar och ben också minskar tröghetsmomentet. Eftersom vinkelmomentet bevaras ökar vinkelhastigheten.
Ett annat exempel är varför katter landar på fötterna. Även om den inte har en initial rörelsemängd, ser den till att snabbt säga både benen och svansen för att kunna ändra sin rotationströghet och för att kunna falla av foten. Medan de manövrerar den vändningen är deras vinkelmoment noll eftersom deras rotation inte är kontinuerlig.
Jag hoppas att du med den här informationen kan lära dig mer om den.