Wanneer word hoekmomentum nie bewaar nie: wanneer, hoekom, hoe, gedetailleerde feite en algemene vrae


In hierdie artikel sal ons bespreek "wanneer is hoekmomentum nie bewaar nie."

Hoekmomentum is 'n fisiese grootheid analoog aan lineêr momentum. Dit is die inherente eienskap van die liggaam of stelsel van deeltjies, wat die roterende traagheid om 'n as spesifiseer (mag of mag nie deur die liggaam gaan nie). Wanneer eksterne wringkrag op die liggaam inwerk, word die hoekmomentum nie bewaar nie.

Wringkrag-draai effek van FORCE. Net soos in lineêre kinematika, is krag verantwoordelik vir die versnelling of vertraging van die liggaam. Op dieselfde manier, in rotasiebeweging, is wringkrag verantwoordelik vir die rotasie van die liggaam of stelsel van deeltjies om 'n as.

Beginsel van behoud van hoekmomentum

Soos die beginsel aandui, as die resulterende (netto) eksterne wringkrag wat op 'n voorwerp of stelsel deeltjies inwerk nul is. Dan is die totale hoekmomentum onveranderd of behoue. Met ander woorde, die netto hoekmomentum van die stelsel verander nie t.o.v. tyd nie.

Die Newton se tweede wet in hoekvorm kan geskryf word as ,

τ=dL/dt

Soos per die bewaringswet, vir 'n geïsoleerde stelsel , die eksterne wringkrag is nul.

dL/dt=0

Nou, dit wys,

L = konstant

Bogenoemde beginsel kan ook geskryf word as,

 die netto hoekmomentum op 'n sekere tyd ti = die netto hoekmomentum op 'n sekere tyd tf

Li =Lf

Dus, as die eksterne wringkrag werk op die liggaam die hoek momentum van die liggaam verander. Die finale momentum en die aanvanklike momentum van die stelsel sal nie dieselfde wees nie.

Kom ons sien 'n voorbeeld waarin die hoekmomentum word nie bewaar nie.

Wat is 'n voorbeeld van momentum wat nie bewaar word nie

Die liggaam se hoekmomentum verander wanneer daar netto wringkrag op die liggaam inwerk, wat 'n toename of afname in hoeksnelheid veroorsaak. Dws Merry-go-round.

wanneer word hoekmomentum nie bewaar nie
wanneer word hoekmomentum nie bewaar nie “DSCN10871” by subewl is gelisensieer onder CC BY-SA 2.0

Gestel jy sit in die middel van die merry-go-round, en dit het om sy as gedraai met 'n mate van hoekspoed ω1. Na 'n paar minute het jy besluit om daarbuite te spring. Nou, Volgens die behoud van momentum moet hoeksnelheid verhoog word namate die traagheidsmoment (MOI hang af van massa en die verspreiding daarvan, en hier neem massa af soos jy uit die MGR spring) afneem. 

l1ω1=l2ω2

Maar ons merk op dat die hoeksnelheid afnames van die merry-go-round, wat klaarblyklik toon dat die hoekmomentum nie bewaar word nie.

Gereelde vrae: Gereelde vrae

Vraag: wat is die formule van hoekmomentum?

Daar is verskeie formules van hoekmomentum.

L=r*p

L=Iω

L=∫τdt

Vraag: Wanneer word die hoekmomentum bewaar?

Wanneer daar geen eksterne wringkrag op die liggaam inwerk nie of die resulterende wringkrag nul is, dan word gesê dat die hoekmomentum behoue ​​bly of konstant van die liggaam of die sisteem bly.

Vraag: Wat is die voorbeelde van hoekmomentum wat bewaar word?

Kom ons kyk na 'n paar voorbeelde wat verband hou waarin dit duidelik gesien word dat die hoekmomentum behoue ​​bly.

  • Neutronster: Aan die einde van die lewe kan 'n massiewe ster se kern ineenstort in 'n klein en superdigte voorwerp wat as 'n neutronster bekend staan. Omdat dit super dig en klein in grootte is, draai dit vinnig. En die vinnige rotasie vertoon die gevolg van die wet van behoud van hoekmomentum. Soos die ster ineenstort, neem sy traagheidsmoment af (MOI– is die produk van massa en afstand kwadraat), wat lei tot 'n toename in sy hoekspoed.
wanneer word hoekmomentum nie bewaar nie
"Neutronster" by Kevin M. Gill is gelisensieer onder CC BY 2.0
  • Helikopters het twee skroewe: Het jy gewonder hoekom helikopters twee skroewe het? Is een skroef nie genoeg om dit te beweeg nie? Gestel as 'n helikopter net een skroef op sy kop het en geen eksterne wringkrag daarop inwerk nie, sal die hoekmomentum konstant bly. Aanvanklik is die hoekmomentum nul aangesien die skroef nie roteer nie. Om hoekmomentum te bewaar, sou die helikopter in die teenoorgestelde rigting om sy as begin draai sodra die skroef draai. Gevolglik word nog een skroef op sy stert voorsien om te verhoed dat dit om sy as draai.
  • tornado: Die binneste laag van 'n tornado, ook bekend as 'n warrelwind, het 'n hoë spoed aangesien sy oppervlak minder is. Aangesien geen eksterne wringkrag inwerk nie, bly hoekmomentum onveranderd. As gevolg van minder oppervlakte neem die traagheidsmoment af, wat die warrelwind vinnig om sy as laat draai.
  • Kat wat veilig land: Wel, 'n kat is baie intelligent. Dit weet hoe om bewaring van toe te pas hoek momentum terwyl jy val. Wanneer 'n kat van hoogtes val, rek hy sy lyf en die stert om die traagheidsmoment te verhoog wat uiteindelik 'n afname in sy spoed tot gevolg het (aangesien geen eksterne wringkrag inwerk nie, dus bly die totale hoekmomentum onveranderd) wat die kat laat land veilig.
  • 'n Persoon wat swaar gewig dra wat op 'n roterende platform staan: Gestel 'n persoon staan ​​op die platform deur swaar gewig in albei sy hande te dra. Ons neem waar dat wanneer sy arms horisontaal gestrek word, sy hoeksnelheid minder is sodra hy sy arms nader aan sy liggaam neem (dit verminder MOI), wat hoeksnelheid verhoog.
  • Omwenteling van planete om die son: Die wentelbane van die planete om die son is hoofsaaklik ellipties. Soos dit om die son gaan, hou sy traagheidsmoment aan om te verander, aangesien MOI afhang van massaverspreiding. Soos hulle nader aan die son kom, verminder die traagheidsmoment (soos afstand afneem), en die hoeksnelheid neem toe (die gevolg van behoud van hoekmomentum). hoekom gebeur dit? Want wanneer die planeet ver is, word die traagheidsmoment meer so hoeksnelheid neem af aangesien geen eksterne wringkragte werk nie, hoekmomentum bly konstant.
wanneer word hoekmomentum nie bewaar nie
"sonnestelsel" by Philippe Put is gelisensieer onder CC BY 2.0

Vraag: Wat is die traagheidsmoment?

Traagheidsmoment is 'n fisiese grootheid wat die massaverspreiding vanaf sy rotasie-as aandui. Dit is die hoeveelheid wat produk is van massa en kwadraat van die afstand vanaf sy as.

Vraag: Wat is die dimensionele formule van hoekmomentum en wringkrag?

Die dimensionele formule van hoekmomentum is M1L2T-1 en van wringkrag is M1L2T-2.

Onlangse plasings