Hoekmoment: wat is dit, eienskappe en voorbeelde | Netwerk meteorologie
In fisika word momentum bestudeer as die hoek momentum. Hierdie hoeveelheid hoekbeweging word toegepas in die rotasiebeweging, wat die momentum vir die translasiebeweging maak. Hoekmomentum is 'n vektorgrootte wat hoofsaaklik gekenmerk word deur die rotasie van 'n deeltjie op 'n stiptelike manier of deur 'n voorwerp om 'n as wat deur 'n punt beweeg.
In hierdie artikel gaan ons u alles vertel wat u moet weet oor die hoekmomentum van die nut daarvan in fisika.
1 Wat is hoekmomentum
2 Hoeveelheid hoekbeweging
3 Hoekmoment van 'n stelsel deeltjies
4 Voorbeelde van hoekmomentum
Wat is hoekmomentum
As ons dit probeer bereken van een of ander voorwerp wat die beweging rondom 'n as is, is dit altyd nodig om die draai-as gemaklik te spesifiseer. Ons gaan meet met 'n materiële punt van massa m, die hoekmomentum word geskryf deur die afkorting L. Die lineêre momentum is p en die posisie van die deeltjie ten opsigte van die as wat deur 'n sekere punt O beweeg, is r.
Dit is hoe ons dit op die volgende manier bereken: L = rxp
Die reaktor wat die gevolg is van 'n vektorproduk is loodreg op die vlak wat deur die deelnemende vektore gevorm word. Dit beteken dat die rigting van die sin wat deur die regterhand gevind kan word, heers vir die kruisproduk. Hoekmomentum word gemeet in eenhede van kg per vierkante meter / sekonde. Dit word gemeet volgens die internasionale eenheidstelsel en het geen spesiale name nie.
Hierdie definisie van hoekmomentum is die sinvolste vir liggame wat uit baie deeltjies bestaan.
Ons gebruik die hoekmomentum van 'n puntdeeltjie om die rotasietoestand van 'n punt of 'n liggaam wat as sodanig behandel kan word, te karakteriseer. Onthou dat dit gebeur as die afmetings van die liggaam weglaatbaar is in vergelyking met die trajek van sy beweging. In verhouding tot die vektore van die hoekmomentum ten opsigte van 'n gegewe punt en die lineêre momentum van 'n puntdeeltjie wat beweeg aangesien omtrek die momentum is.
Vir die geval van 'n deeltjie wat in 'n omtrek beweeg, is die hoek 90 grade. Dit is omdat die snelheid van die hoekmomentum altyd raaklyn aan die omtrek en dus loodreg op die radius is.
As ons van hoekmomentum praat, praat ons ook van die traagheidsmoment. Dit is niks meer as wat wanneer beskryf word nie 'n vaste liggaam het 'n traagheid van sy eie liggaam teen rotasie om 'n sekere as. Hierdie traagheidsmoment hang nie net van die liggaamsmassa af nie, maar ook van die afstand vanaf die liggaam self tot die rotasie-as. Dit kan makliker verstaan ​​word as ons dink dat dit vir sommige voorwerpe makliker is om met ander op dieselfde as te draai. Dit hang af van die vorming en struktuur van die voorwerp self.
Vir deeltjiesisteme word die traagheidsmoment aangedui deur die letter I en word dit bereken deur die volgende formule:
Ek = ∑ ri2 Δmi
Hier het ons dat die berugte m 'n klein gedeelte van die massa is en r die afstand wat die liggaam het ten opsigte van die rotasie-as. Die liggaam sal volledig uitgebrei word en bestaan ​​uit talle deeltjies, en daarom is die totale traagheidsmoment die som van al die produkte tussen massa en afstand. Dit hang af van die meetkunde wat hulle het, die som word verander en gaan van 'n integrale na 'n differensiaal. Die konsep van traagheidsmoment is nou verwant aan die hoekmomentum van 'n voorwerp of volledig uitgebrei.
Hoekmoment van 'n stelsel deeltjies
Ons gaan 'n stelsel van deeltjies oorweeg wat uit verskillende massas bestaan ​​en wat tegelykertyd in een omtrek in die xy-vlak draai, en elkeen het 'n lineêre spoed wat verband hou met die hoeksnelheid. Op hierdie manier kan die totaal van die stelsel bereken word en word die volgende som gegee:
L= ∑ ∑ ri2 Δmi
'N Uitgebreide liggaam dit kan in skywe verdeel word, elk met 'n ander hoekmomentum. As die simmetrie-as van die betrokke voorwerp saamval met die z-as, is daar geen probleem nie. En dit is omdat daar punte is wat nie in die xy-vlak is nie, sodat die komponente wat dit vorm en wat loodreg op die as is, uitval.
Kom ons kyk nou wanneer dit wissel. Normaalweg, wanneer 'n netto krag teen 'n liggaam of 'n deeltjie kom inwerk, die momentum van hierdie spesifieke kan verander. As gevolg daarvan sal die hoekmomentum ook so wees.
Aan die ander kant vind die bewaring plaas wanneer dit die bestaande wringkragmeter wissel. As die wringkrag nul is, word die draaimoment voortdurend behoue ​​gebly. Hierdie resultaat is steeds geldig, selfs as die liggaam nie heeltemal rigied is nie.
Voorbeelde van hoekmomentum
Dit was baie teorieë en kan nie goed verstaan ​​word sonder praktiese voorbeelde nie. Kom ons kyk na praktiese voorbeelde van hoekmomentum. In die eerste het ons kunstskaats en ander sportsoorte waar daar draaie is. As 'n skater begin draai, steek sy haar arms uit en omhels ons dan teen ons liggame om haar bene te kruis. Dit word gedoen om die draaisnelheid te verhoog. Wanneer die liggaam voortdurend ossilleer, trek dit saam. Danksy hierdie inkrimping kan dit die rotasiesnelheid verhoog. Dit is te wyte aan die feit dat die feit dat u die arms en bene kan saamtrek ook die traagheidsmoment verminder. Aangesien die hoekmomentum behoue ​​bly, neem die hoeksnelheid toe.
Nog `n voorbeeld is waarom katte op hul voete beland. Alhoewel dit nie aanvanklik 'n groot hoeveelheid beweging het nie, moet die bene en die stert vinnig gesê word om die traagheid van die rotasie te verander en van die voet af te kan val. Terwyl hulle die draai beweeg, is hul hoekmomentum nul, want hul rotasie is nie aaneenlopend nie.