Момент імпульсу. закон збереження моменту імпульсу
З рівняння (5) маємо:
.
Домноживши обидві частини цього рівняння на , одержимо:
.
При постійних можна записати так:
. (7)
Добуток імпульсу елемента маси на відстань від вісі обертання до елемента маси називається моментом імпульсу.
(8)
Просумуємо рівняння виду (7) для всіх елементів тіла. Знайдемо:
;
Дій (9)
Де сумарний обертовий момент, що діє на тіло.
- момент імпульсу всього тіла (момент кількості руху). Можна записати так:
,
або L = Iw, або (10)
Момент імпульсу - це вектор, направлений по вісі обертання у відповідності з правилом правого гвинта. Таким чином, вектор моменту імпульсу співпадає з напрямом вектора кутової швидкості.
Таким чином, момент імпульсу тіла дорівнює добутку моменту інерції тіла на кутову швидкість. Рівняння (9) можна записати так:
. (11)
або у векторній формі
.
Це рівняння називається рівнянням моментів.
Якщо на тіло діють сили або сумарний обертовий момент дорівнює нулю, тоді маємо:
або
В цьому і полягає закон збереження моменту імпульсу. Його можна записати так:
(12)
Момент імпульсу замкнутої системи зберігається, тобто, не змінюється з плином часу.
Цей закон використовується спортсменами при виконанні стрибка через голову.
Роль імпульсу тіла при обертальному рухові відіграє момент імпульсу. Момент імпульсу пов’язаний з певною властивістю симетрії простору - його ізотропністю, тобто з інваріантністю фізичних законів відносно вибору напрямків вісей координат системи відліку (відносно повороту замкнутої системи в просторі на будь-який кут).
Поступальний рух | Обертальний рух |
Маса m | Момент інерції J |
Шлях S | Кут оберту j |
Швидкість | Кутова швидкість |
Імпульс | Момент імпульсу |
Прискорення | Кутове прискорення |
Рівнодіюча зовнішніх сил | Сума моментів зовнішніх сил |
Основне рівняння динаміки | Основне рівняння динаміки |
Робота FdS | Робота обертання Mdj |
Кінетична енергія | Кінетична енергія обертання |
Закон збереження моменту імпульсу - фундаментальний закон природи.
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 764;