角運動量物理学
角運動量物理学

【大学物理】力学入門⑫(角運動量保存則)【力学】 (かもしれません 2024)

【大学物理】力学入門⑫(角運動量保存則)【力学】 (かもしれません 2024)
Anonim

角運動量、オブジェクトまたはシステムを通過する場合と通過しない場合がある軸を中心に動いているオブジェクトまたはオブジェクトのシステムの回転慣性を特徴付けるプロパティ。地球は、太陽を中心とした年周の回転による軌道角運動量と、軸を中心とした日々の回転によるスピン角運動量を持っています。角運動量はベクトル量であり、その完全な説明には大きさと方向の両方の指定が必要です。軌道を回るオブジェクトの角運動量の大きさは、その線形運動量(その質量mと線形速度vの積)に、回転の中心からその瞬間的な動きの方向に描かれ通過する線までの垂直距離rを掛けたものに等しいオブジェクトの重心、または単にmvrを通過します。一方、回転するオブジェクトの場合、角運動量は、オブジェクトを構成するすべての粒子の量mvrの合計と見なす必要があります。角運動量は、回転体またはシステムのI(慣性モーメント)とω(角速度)の積、または単にIωとして同等に定式化できます。角運動量ベクトルの方向は、指定されたオブジェクトの回転軸の方向であり、同様に回した場合に右ねじが進む方向に正として指定されます。角運動量の適切なMKSまたはSI単位は、1秒あたりの平方キログラム(kg-m)です。2 /秒)。

力学:角運動量とトルク

質量mと速度vの粒子は、線形運動量p = mvです。粒子

外力から分離された特定のオブジェクトまたはシステムの場合、合計角運動量は定数であり、角運動量の保存則として知られています。たとえば、リジッドスピンオブジェクトは、外部トルクの適用による影響を受けない限り、一定の速度で固定された方向でスピンし続けます。(角運動量の変化率は、実際には、加えられたトルクに等しくなります。)腕が内側に引かれると、フィギュアスケーターはより速く回転するか、角速度ωが大きくなります。これは、この動作により慣性モーメントが減少するためです。スケーターの角運動量である積Iωは一定のままです。方向と大きさが保存されているため、飛行機の回転するジャイロコンパスは、飛行機の動きとは無関係に、向きが固定されたままになります。

軌道およびスピン角運動量の概念を、電子などの素粒子の類似の特性に拡張するには、スピンを参照してください。勢いもご覧ください。