Vinkelmomentfysik

Vinkelmoment, egenskab, der karakteriserer den roterende inerti af et objekt eller system af objekter, der er i bevægelse omkring en akse, der måske eller måske ikke passerer gennem objektet eller systemet. Jorden har kredsløbsvinkelmoment på grund af sin årlige revolution omkring solen og roterer vinkelmomentum på grund af sin daglige rotation om sin akse. Vinkelmoment er en vektormængde, der kræver specifikation af både en størrelse og en retning for dens komplette beskrivelse. Størrelsen af ​​vinkelmomentumet for et kredsløb objekt er lig med dets lineære momentum (produkt af dets masse m og lineær hastighed v) gange den vinkelrette afstand r fra rotationscentret til en linje trukket i retning af dens øjeblikkelige bevægelse og passering gennem objektets tyngdepunkt, eller blot mvr. For et spindende objekt skal den vinkelmoment på den anden side betragtes som summeringen af ​​mængden mvr for alle partikler, der sammensætter genstanden. Vinkelmoment kan formuleres ækvivalent som produktet af I, træghetsmomentet og ω, vinkelhastigheden, af et roterende legeme eller system eller simpelthen Iω. Retningen af ​​vinkelmomentvektoren er drejningsaksen for det givne objekt og er udpeget som positiv i den retning, som en højre skrue ville fremføre, hvis den drejes på lignende måde. Passende MKS- eller SI-enheder til vinkelmoment er kilogram meter kvadrat pr. Sekund (kg-m² / sek.)

mekanik: Vinkelmoment og drejningsmoment

En partikel med masse m og hastighed v har lineær momentum p = mv. Partiklen

For et givet objekt eller system isoleret fra eksterne kræfter er det totale vinkelmomentum en konstant, en kendsgerning, der er kendt som loven om bevarelse af vinkelmomentum. For eksempel fortsætter et stift spændingsobjekt med konstant hastighed og med en fast orientering, medmindre det påvirkes af anvendelsen af ​​et eksternt drejningsmoment. (Hastighedshastigheden for vinkelmomentet er faktisk lig med det påførte drejningsmoment.) En figurskater drejer hurtigere eller har en større vinkelhastighed ω, når armene trækkes indad, fordi denne handling reducerer tragtmomentet Jeg mens produktet Iω, skaterens vinkelmoment, forbliver konstant. På grund af bevaring af retningen såvel som størrelsen, forbliver en roterende gyrokompass i et fly fast i sin orientering, uafhængigt af flyets bevægelse.

For udvidelse af undfangelsen af ​​orbital- og spinvinkelmomentum til analoge egenskaber ved subatomære partikler, såsom elektroner, se spin. Se også fremdrift.