角动量物理学
角动量物理学
Anonim

角动量特性描述了对象或对象系统围绕可能通过或不经过对象或系统的轴运动的旋转惯性。地球由于绕太阳的年度公转而具有轨道角动量,并且由于其绕轴的每日自转而具有自旋角动量。角动量是一个矢量,需要对其大小和方向进行完整说明。轨道物体的角动量的大小等于其线性动量(质量m与线速度v的乘积)乘以从旋转中心到沿其瞬时运动和通过方向绘制的线的垂直距离r通过物体的重心,或简称为mvr。另一方面,对于旋转的物体,必须将角动量视为构成该物体的所有粒子的量mvr之和。角动量可以等效地表示为I(惯性矩)与ω(旋转体或系统的角速度)或Iω的乘积。角动量矢量的方向是给定对象的旋转轴的方向,并被指定为在类似旋转时右侧螺钉前进的方向上为正。角动量的适当MKS或SI单位为千克平方米每秒(kg-m2 /秒)。

力学:角动量和扭矩

质量为m且速度为v的质点具有线性动量p = mv。粒子

对于与外力隔离的给定对象或系统,总角动量是一个常数,这一事实被称为角动量守恒定律。例如,除非受到外部扭矩的影响,否则刚性纺丝物体会继续以恒定速率和固定方向旋转。(实际上,角动量的变化率等于所施加的扭矩。)当向内拉动手臂时,花样滑冰运动员旋转得更快,或者具有更大的角速度ω,因为该动作减小了惯性矩当乘积Iω(溜冰者的角动量)保持不变时。由于方向和大小的守恒,飞机中的旋转陀螺罗盘与飞机的运动无关地保持其方向固定。

有关将轨道动量和自旋角动量的概念扩展到亚原子粒子(例如电子)的类似性质的信息,请参见自旋。另请参阅动量。