一个系统角动量守恒的条件是什么

发电集团2023-04-24  31

对一固定点o,一个系统所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变,即为一个系统角动量守恒的条件。

物理学的普遍定律之一。反映质点和质点系围绕一点或一轴运动的普遍规律。

如果合外力矩零(即M外=0),则L1=L2,即L=常矢量。

这就是说,对一固定点o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变。这一结论叫做质点角动量守恒定律。

角动量与转动惯量的关系:对于定轴转动的刚体,在常见的情况下, 是转动惯量(SI 单位为  ),  是角速度(矢量)(SI 单位为  )。

角动量守恒定律:角动量守恒定律称,在不受外力矩作用时,体系的总角动量不变。注意角动量守恒是矢量守恒,这代表其三个分量都不随时间而变化。

角动量定理:体系受到外力矩作用时,有这就是角动量定理 。在外力矩一定的情况下,也可写成。

扩展资料:

角动量是矢量,它在通过O 点的某一轴上的投影就是质点对该轴的角动量(标量)。

质点系或刚体对某点(或某轴)的角动量等于其中各质点的动量对该点(或该轴)之矩的矢量(或代数)和。

角动量的几何意义是矢径扫过的面积速度的二倍乘以质量。角动量守恒定律指出在合外力矩为零时,物体与中心点的连线单位时间扫过的面积不变,在天体运动中表现为开普勒第二定律。

角动量在量子力学中与角度是一对共轭物理量。

角动量是刚体动力学中与动量对应的概念,它的大小取决于转动的速率和转动物体的质量分布。

在常见的情况下,角动量和角速度方向相同,但更一般地来讲,二者的方向不必相同,甚至在刚体作定轴转动的情况下也是如此。

参考资料:

百度百科——动量守恒

刚体定轴转动定律如下:

刚体定轴转动定律是指刚体所受的对于某定轴的合外力矩等于刚体对此定轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。

名称

刚体定轴转动定律(law of rotation)

公式

Mz=Jβ

其中Mz表示对于某定轴的合外力矩,J表示刚体绕给定轴的转动惯量,β表示角加速度。

注意点

定轴转动定律是合外力矩对归纳刚体的瞬时作用规律,公式中各量均需是同一时刻对同一刚体、同一转体而言,否则是没有意义的。在定轴转动中,由于合外力矩Mz和角加速度β的方向均在转轴方位,通常用代数量表示。

力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。即力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线的长度(即力臂)乘以力的大小,其方向则垂直于垂线和力所构成的平面用力矩的右手螺旋法则来确定。

转动惯量(Moment of Inertia),是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯矩)通常以I或J表示,SI单位为 kg·m²。对于一个质点,I= mr²,其中 m 是其质量,r 是质点和转轴的垂直距离。

角加速度是质点绕某轴转动时,角速度也可能随时间变化。我们把单位时间内角速度的变化量。

要注意定轴转动定律是合外力矩对归纳刚体的瞬时作用规律,公式中各量均需是同一时刻对同一刚体、同一转体而言,否则是没有意义的。在定轴转动中,由于合外力矩Mz和角加速度β的方向均在转轴方位,通常用代数量表示。

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