Moment pędu: cechy mechaniki ciała sztywnego

Moment pędu: cechy mechaniki ciała sztywnego
Moment pędu: cechy mechaniki ciała sztywnego
Anonim

Momentum odnosi się do fundamentalnych, fundamentalnych praw natury. Jest to bezpośrednio związane z właściwościami symetrii przestrzeni świata fizycznego, w którym wszyscy żyjemy. Dzięki prawu jego zachowania, moment pędu określa znane nam prawa fizyczne dla ruchu ciał materialnych w przestrzeni. Ta wartość charakteryzuje wielkość ruchu translacyjnego lub obrotowego.

moment pędu
moment pędu

Moment pędu, zwany także „kinetycznym”, „kątowym” i „orbitalnym”, jest ważną cechą, która zależy od masy ciała materialnego, cech jego rozkładu względem wyimaginowanej osi cyrkulacji i prędkość ruchu. Tutaj należy wyjaśnić, że w mechanice rotacja ma szerszą interpretację. Nawet ruch prostoliniowy poza pewien punkt arbitralnie leżący w przestrzeni można uznać za obrotowy, przyjmując go jako wyobrażoną oś.

Pręd pędu i prawa jego zachowania zostały sformułowane przez Kartezjusza w odniesieniu do stopniowo poruszającego się systemu punktów materialnych. Co prawda nie wspomniał o zachowaniu ruchu obrotowego. Zaledwie sto lat później LeonardEuler, a następnie inny szwajcarski naukowiec, fizyk i matematyk Daniil Bernoulli, badając rotację systemu materialnego wokół stałej osi centralnej, doszli do wniosku, że to prawo dotyczy również tego rodzaju ruchu w przestrzeni.

Moment kątowy punktu materialnego
Moment kątowy punktu materialnego

Dalsze badania w pełni potwierdziły, że przy braku wpływu zewnętrznego suma iloczynu masy wszystkich punktów przez całkowitą prędkość układu i odległość od środka obrotu pozostaje niezmieniona. Nieco później francuski naukowiec Patrick Darcy określił te terminy w kategoriach obszarów omiatanych przez wektory promienia cząstek elementarnych w tym samym okresie. Umożliwiło to powiązanie momentu pędu punktu materialnego z niektórymi dobrze znanymi postulatami mechaniki nieba, a w szczególności z najważniejszą pozycją dotyczącą ruchu planet Johannesa Keplera.

Pęd ciała sztywnego
Pęd ciała sztywnego

Pręd pędu ciała sztywnego jest trzecią zmienną dynamiczną, do której mają zastosowanie przepisy podstawowego prawa zachowania. Stwierdza, że niezależnie od charakteru i rodzaju ruchu, przy braku wpływu zewnętrznego, dana wielkość w izolowanym materialnym systemie zawsze pozostanie niezmieniona. Ten fizyczny wskaźnik może podlegać jakimkolwiek zmianom tylko wtedy, gdy istnieje niezerowy moment działających sił.

Z tego prawa wynika również, że jeśli M=0, jakakolwiek zmiana odległości między ciałem (układem punktów materialnych) a centralną osią obrotu z pewnością spowoduje wzrost lub spadekprędkość jego obrotu wokół centrum. Na przykład gimnastyczka wykonująca s alta w celu wykonania kilku obrotów w powietrzu początkowo zwija swoje ciało w kulę. A baleriny lub łyżwiarze figurowi podczas wykonywania piruetów rozkładają ręce na boki, jeśli chcą spowolnić ruch, i odwrotnie, dociskają je do ciała, gdy próbują kręcić się z większą prędkością. W ten sposób podstawowe prawa natury są wykorzystywane w sporcie i sztuce.

Zalecana: