角动量与角动量守恒
角动量与线动量相对,线动量 p=mvp=mvp=mv0. 角速度、线速度线速度:v=S/T=2πrTv=S/T=2πrTv=S/T=\frac{2\pi r}{T}线速度的方向始终在变角速度:ω=2πTω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T}因此线速度:v=ωrv=ωrv=\omega r1. 角动量角动量在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关...
- 角动量与线动量相对,线动量 p=mvp=mv<script type="math/tex" id="MathJax-Element-1">p=mv</script>
0. 角速度、线速度
- 线速度:v=S/T=2πrTv=S/T=2πrT<script type="math/tex" id="MathJax-Element-2">v=S/T=\frac{2\pi r}{T}</script>
- 线速度的方向始终在变
- 角速度:ω=2πTω=2πT<script type="math/tex" id="MathJax-Element-3">\omega=\frac{2\pi}{T}</script>
- 因此线速度:v=ωrv=ωr<script type="math/tex" id="MathJax-Element-4">v=\omega r</script>
1. 角动量
角动量在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关的物理量。在经典力学中可被定义为物体到原点的位移(矢径)和其动量的叉积:
当芭蕾舞演员由双臂张开到握紧双臂,I=mr2I=mr2<script type="math/tex" id="MathJax-Element-157">I=mr^2</script> 减小,则 ωω<script type="math/tex" id="MathJax-Element-158">\omega </script>变大,也就是转得更快。
II<script type="math/tex" id="MathJax-Element-159">I</script>表示转动惯量;
角动量是矢量有大小,有方向,方向根据右手螺旋定则判断,大拇指与四指垂直,四指沿着转动的方向握紧,大拇指的方向就是角动量的方向,如下所示为角动量 <script type="math/tex" id="MathJax-Element-160">L</script>与力FF<script type="math/tex" id="MathJax-Element-161">F</script>与扭矩 <script type="math/tex" id="MathJax-Element-162">\tau</script>三者之间的关系:
2. 角动量守恒
- 地球公转,
- 地球到太阳的距离:1.5×1081.5×108<script type="math/tex" id="MathJax-Element-10">1.5\times 10^8</script>km
- 地球公转的速度(线速度):3030<script type="math/tex" id="MathJax-Element-11">30</script>km/s
- 2π×R2π×R<script type="math/tex" id="MathJax-Element-12">2\pi\times R</script>/一年的时间
- 地球质量 6×10246×1024<script type="math/tex" id="MathJax-Element-13">6\times 10^{24}</script>kg
- 三者相乘即为角动量;
- L=mrvL=mrv<script type="math/tex" id="MathJax-Element-14">L=mrv</script> 角动量守恒说的是,即使rr<script type="math/tex" id="MathJax-Element-15">r</script> 发生了变化,变为
<script type="math/tex" id="MathJax-Element-16">r'</script>,此时的速度也会发生相应的变化,变为 v′=rr′vv′=rr′v<script type="math/tex" id="MathJax-Element-17">v'=\frac{r}{r'}v</script>
- L=mr′v′=mr′⋅rr′v=mrvL=mr′v′=mr′⋅rr′v=mrv<script type="math/tex" id="MathJax-Element-18">L=mr'v'=mr'\cdot \frac{r}{r'}v=mrv</script>
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