מַדָע

מה זה מומנטום זוויתי? »הגדרתו ומשמעותו

Anonim

בפיזיקה, המומנטום הזוויתי מוגדר ככמות וקטורית המציינת את מצב הסיבוב של גופים סביב נקודה קבועה. הכמות הפיזית הזו קיימת במכניקה קלאסית, קוונטית ויחסית. המומנטום הזוויתי נמדד בק"ג. M2 / s. מדד זה ממלא תפקיד הדומה למומנטום ליניארי בתרגומים.

בתוך המכניקה הקלאסית, המומנטום הזוויתי של מולקולה או מסת נקודה ביחס לנקודה או לחלל מייצג את המומנטום הליניארי p ביחס לנקודה שלו. בדרך כלל הוא מיוצג על ידי הסמל L, כאשר r הוא הקו המחבר את הנקודה o עם המיקום של מסת הנקודה. כדי לקבוע את המומנטום הזוויתי במכניקה הקלאסית, מוחלת הנוסחה הבאה: L = r X p = r X mv.

כפי שניתן לראות, המומנטום הזוויתי של מסה נקודתית אינו מדד לגוף עצמו, אלא כפוף לנקודת הייחוס שנבחרה. המושג הפיזי שלה קשור לסיבוב, שכן המומנטום הזוויתי מייצג את מצב הסיבוב של נקודה חומרית, באותו אופן שבו המומנטום הליניארי מייצג את מצב התרגום הליניארי, אך כדי להבין את המושג הזה קצת יותר יש צורך לדעת מדד חדש: רגע האינרציה.

מומנט האינרציה של נקודה המוני מוגדר כמוצר של מסת הגוף של עצמו ואת המרחק מציר הסיבוב. מדד זה מתבטא באופן הבא: I = m X r2. לדוגמא, יש המקרה של כדור הארץ שמסתובב על צירו הדמיוני, כאן המומנטום הזוויתי הכולל הוא סכום המומנטום הזוויתי של עצמו, על צירו שלו וסביב ציר דמיוני של מרכז המסה של מערכת כדור הארץ. -שמש.

המומנטום הזוויתי הוא מדד שנשמר, כלומר סכום המומנטום הזוויתי המועבר מגוף אחד לאחר במדיום סגור, תמיד ייתן אפס. ניתן לראות זאת בסיבוב הגוף סביב מרכז המסה שלו. מסובב את הגוף ועם הידיים פתוחות, ניתן לראות כי המהירות היא מתמשכת, אך אם הזרועות סגורות, תיווצר עליה במהירות. מסיבה זו רגע האינרציה גבוה יותר כאשר הזרועות פתוחות, מכיוון שהתפלגות מסת הגוף רחוקה מציר הסיבוב.