Moment pędu. Zasada zachowania momentu pędu. Aby teoria. (Może 2024)
Moment pędu, właściwość charakteryzująca bezwładność obrotową obiektu lub układu obiektów w ruchu wokół osi, która może przechodzić lub nie przechodzić przez obiekt lub układ. Ziemia ma orbitalny moment pędu z powodu corocznej rotacji wokół Słońca i obraca moment pędu z powodu codziennego obrotu wokół swojej osi. Pęd kątowy jest wielkością wektorową, wymagającą podania zarówno wielkości, jak i kierunku do pełnego opisu. Wielkość momentu pędu na orbitującym obiekcie jest równa jego pędowi liniowemu (iloczynowi jego masy m i prędkości liniowej v) razy odległość prostopadła r od środka obrotu do linii narysowanej w kierunku jego natychmiastowego ruchu i przejścia przez środek ciężkości obiektu lub po prostu mvr. Z drugiej strony, w przypadku obracającego się obiektu moment pędu należy traktować jako sumę ilości mvr dla wszystkich cząstek tworzących przedmiot. Pęd kątowy można sformułować równorzędnie jako iloczyn I, momentu bezwładności i ω, prędkości kątowej obracającego się ciała lub układu, lub po prostu Iω. Kierunek wektora momentu pędu jest zgodny z osią obrotu danego obiektu i jest oznaczony jako dodatni w kierunku, w którym prawy wkręt przesunąłby się, gdyby obrócił się podobnie. Odpowiednie jednostki MKS lub SI dla momentu pędu to kilogram metrów kwadratowych na sekundę (kg-m2 / s).
mechanika: moment pędu i moment obrotowy
Cząstka o masie m i prędkości v ma pęd liniowy p = mv. Cząsteczka
Dla danego obiektu lub układu izolowanego od sił zewnętrznych całkowity moment pędu jest stałą, co jest znane jako prawo zachowania momentu pędu. Na przykład sztywny wirujący przedmiot nadal obraca się ze stałą prędkością i ze stałą orientacją, chyba że ma na niego wpływ zewnętrzny moment obrotowy. (Szybkość zmiany pędu kątowego jest w rzeczywistości równa przyłożonemu momentowi.) Łyżwiarz figurowy obraca się szybciej lub ma większą prędkość kątową ω, gdy ramiona są wciągane do wewnątrz, ponieważ to działanie zmniejsza moment bezwładności I podczas gdy iloczyn Iω, moment pędu łyżwiarki, pozostaje stały. Ze względu na zachowanie kierunku i wielkości wirujący żyrokompas w samolocie pozostaje ustalony w swojej orientacji, niezależnie od ruchu samolotu.
Aby zapoznać się z rozszerzeniem koncepcji momentu pędu orbitalnego i spinowego na analogiczne właściwości cząstek subatomowych, takich jak elektrony, zobacz spin. Zobacz także pęd.
