Động lượng góc

động lượng góc

Trong vật lý, động lượng được nghiên cứu như động lượng góc. Lượng chuyển động góc này được áp dụng trong chuyển động quay, tạo ra động lượng là chuyển động tịnh tiến. Mômen động lượng là một đại lượng vectơ chủ yếu được đặc trưng bởi chuyển động quay của một hạt theo phương thẳng hàng hoặc một vật kéo dài quanh một trục đi qua một điểm.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về momen động lượng và tính hữu dụng của nó trong vật lý.

Mô men động lượng là gì

momen động lượng quay đầu

Khi chúng ta cố gắng tính toán nó của một số đối tượng nằm chuyển động quanh một trục, luôn luôn cần phải xác định trục quay một cách thuận tiện. Chúng ta sẽ bắt đầu đo với một chất điểm có khối lượng m, momen động lượng được viết bằng chữ viết tắt L. Động lượng tuyến tính là p và vị trí của hạt đối với trục đi qua một điểm O nào đó là r.

Đây là cách chúng tôi tính toán nó theo cách sau: L = rxp

Lò phản ứng tạo ra từ một tích véctơ vuông góc với mặt phẳng được tạo thành bởi các véctơ tham gia. Điều này có nghĩa là hướng có thể được tìm thấy bởi quy tắc bàn tay phải cho sản phẩm chéo. Động lượng góc được đo bằng đơn vị kg trên mét vuông / giây. Điều này được đo lường theo hệ thống đơn vị quốc tế và không có bất kỳ tên gọi đặc biệt nào.

Định nghĩa về mômen động lượng này có ý nghĩa nhất đối với các vật thể được tạo thành từ nhiều hạt.

Lượng chuyển động góc

vòng quay của vận động viên trượt băng

Chúng ta sử dụng mô men động lượng của một hạt điểm để mô tả trạng thái quay của một điểm hoặc một vật có thể được coi như vậy. Hãy nhớ rằng điều này xảy ra khi kích thước của cơ thể không đáng kể so với quỹ đạo chuyển động của nó. Trong mối quan hệ với các vectơ của mômen động lượng đối với một điểm đã cho và mômen động lượng của một hạt điểm chuyển động như chu vi là mômen động lượng.

Đối với trường hợp hạt chuyển động theo chu vi góc 90o. Điều này là do vận tốc của momen động lượng luôn tiếp tuyến với chu vi và do đó vuông góc với bán kính.

Khi chúng ta nói về mômen động lượng, chúng ta cũng nói về mômen quán tính. Điều này không khác gì những gì được mô tả khi một vật cứng có quán tính của chính vật đó chống lại sự quay quanh một trục nhất định. Mômen quán tính này không chỉ phụ thuộc vào khối lượng của vật thể mà còn phụ thuộc vào khoảng cách từ vật thể đến trục quay. Điều này có thể dễ hiểu hơn nếu chúng ta nghĩ rằng, đối với một số đối tượng, việc quay so với các đối tượng khác trên cùng một trục sẽ dễ dàng hơn. Điều này phụ thuộc vào sự hình thành và cấu trúc của chính đối tượng.

Đối với hệ hạt, momen quán tính được ký hiệu bằng chữ I và được tính theo công thức sau:

Tôi = ∑ ri2 Δmi

Ở đây chúng ta có rằng m nổi tiếng của nó là một phần nhỏ của khối lượng và r là khoảng cách mà vật thể có được đối với trục quay. Vật thể sẽ được kéo dài hoàn toàn và bao gồm nhiều hạt, do đó tổng mômen quán tính của nó là tổng của tất cả các tích giữa khối lượng và khoảng cách. Nó phụ thuộc vào hình học mà chúng có, tổng thay đổi và đi từ tích phân thành vi phân. Khái niệm về mômen quán tính liên quan chặt chẽ với mômen động lượng của một vật hoặc kéo dài hoàn toàn.

Mômen góc của hệ các hạt

mèo rơi xuống chân

Chúng ta sẽ xem xét một hệ thống các hạt bao gồm các khối lượng khác nhau và đồng thời quay theo một chu vi trong mặt phẳng xy, mỗi hạt có tốc độ tuyến tính liên quan đến tốc độ góc. Bằng cách này, tổng của hệ thống có thể được tính toán và được cho bằng tổng sau:

L = ω ∑ ri2 Δmi

Một cơ thể mở rộng nó có thể được chia thành từng lát với một mômen động lượng khác nhau. Nếu trục đối xứng của vật thể được đề cập trùng với trục z thì không có vấn đề gì. Và điều này là do có những điểm không nằm trong mặt phẳng xy, nên các thành phần tạo thành nó và vuông góc với trục đã nói sẽ bị loại bỏ.

Bây giờ chúng ta hãy xem khi nó thay đổi. Thông thường, khi một lực thực tác động lên một cơ thể hoặc một hạt, động lượng của đặc biệt này có thể thay đổi. Do đó, mômen động lượng cũng vậy.

Mặt khác, sự bảo toàn xảy ra khi nó thay đổi, đồng hồ mô-men xoắn hiện có. Nếu mômen đó bằng không thì mômen động lượng không ngừng được bảo toàn. Kết quả này vẫn có giá trị ngay cả trong trường hợp cơ thể không hoàn toàn cứng.

Ví dụ về mô men động lượng

Tất cả những điều này chỉ là lý thuyết và không thể hiểu rõ nếu không có các ví dụ thực tế. Hãy xem các ví dụ thực tế về mômen động lượng. Trong phần đầu tiên, chúng tôi có trượt băng nghệ thuật và các môn thể thao khác có lượt đi. Khi một vận động viên trượt băng bắt đầu quay, cô ấy mở rộng cánh tay của mình và sau đó co người lại vào cơ thể để bắt chéo chân. Điều này được thực hiện để tăng tốc độ quay. Bất cứ khi nào cơ thể dao động liên tục, nó sẽ co lại. Nhờ sự co lại này mà nó có thể tăng tốc độ quay của nó. Điều này là do thực tế có thể co tay và chân cũng làm giảm mômen quán tính. Vì momen động lượng được bảo toàn nên vận tốc góc tăng.

Một ví dụ khác là tại sao mèo tiếp đất bằng chân của chúng. Tuy không có lượng vận động ban đầu nhưng đảm bảo nói nhanh cả chân và đuôi để có thể thay đổi quán tính quay và có thể rơi khỏi bàn chân. Trong khi chúng chuyển động quay, mômen động lượng của chúng bằng XNUMX vì chuyển động quay của chúng không liên tục.

Tôi hy vọng rằng với thông tin này bạn có thể tìm hiểu thêm về nó.


Nội dung bài viết tuân thủ các nguyên tắc của chúng tôi về đạo đức biên tập. Để báo lỗi, hãy nhấp vào đây.

Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu bằng *

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.