Що таке момент імпульсу (кутовий момент)

Момент імпульсу (кутовий момент) — векторна величина, що характеризує величину та напрямок обертального руху тіла.

Фізика, в основі своїй - просто опис руху речей в нашій всесвіту.
"Ця планета йде сюди, та ракета йде туди" - не рахуючи того факту, що деякі (насправді - багато) об'єкти рухаються без руху.
Або, точніше, вони рухаються без руху куди-небудь.
Я говорю про об'єкти, які обертаються, крутяться, крутяться, звертаються, закручуються, перевертаються, вихор, виляють, перекидаються і так далі.
Як планета навколо зірки, електрон в атомі, або навіть як наша сонячна система навколо гравітаційного центру Чумацького Шляху: поблизу вони точно рухаються, але на великих масштабах - такий рух нікуди не рухає їх.
З усім тим, ми все ще можемо говорити про рух: так само як "імпульс" - це концепція, яка описує, як багато жвавості в об'єкті, коли він рухається по прямій, "кутовий момент" - це спосіб розрахувати як багато жвавості в об'єктах, коли вони рухаються по колах - фігурально або буквально кажучи.
Кутовий момент простий в теорії: візьміть точку, будь-яку точку.
Прикиньтеся, що ваш об'єкт рухається по колу навколо тієї точки.
Обчисліть, як швидко об'єкт рухається уздовж окружності (Не парся про те, що він можливо не рухається по ідеальній окружності, і що окружність може змінюватися в розмірах з плином часу, щоб слідувати за об'єктом), потім помножте цю швидкість на розмір окружності й масу об'єкта, і тоді ви отримаєте його - кутовий момент.
Наприклад, двокілограмова велосипедне колесо діаметром 60 см, що рухається зі швидкістю 20 км / год, буде мати кутовий момент близько 7 кілограмів на метр у квадраті в секунду.
Причина, по якій ми вважаємо кутовий момент в тому, що якщо ви візьмете купу об'єктів, які взаємодіють електромагнітно або гравітаційно або якось ще, і складіть їх кутові моменти в одне число, тоді це загальне значення не зміниться з плином часу (до тих пір поки інші об'єкти не прийдуть і не поламають все).
Таким чином, Земля на відстані 150 млн км від Сонця, що йде по орбіті зі швидкістю 30 км / с з масою 6 * 10 ^ 24 кг має кутовий момент у 2.7 * 10 ^ 40 кг на метр у квадраті в секунду.
Це 4 тисячі квінтильйонів квінтильйонів велосипедних коліс! І цей кутовий момент залишається майже постійним у міру руху Землі по орбіті протягом багатьох і багатьох років.
Але що дивно, так це те, що навіть якби Сонце зникло і решта сонячної системи раптово зникла б, то Земля ЗБЕРЕГЛА б той же самий кутовий момент щодо тієї точки в якій БУЛО Сонце.
Без сонячної гравітації Земля, звичайно, рухається по прямій, вимагаючи все більшу і більшу уявну окружність в міру того, як вона йде все далі й далі від точки де раніше було Сонце.
Але з рухом Землі в просторі, її швидкість в 30 км / с також залишала б все меншу і меншу проєкцію на окружності, тому коли ви розрахуєте кутовий момент, зменшення у швидкості скоротиться з розміром окружності, і у вас завжди буде один і той же відповідь.
2.7 * 10 ^ 40 кг * м2 / с.
Таким чином, навіть коли ніщо не обертається взагалі, кутовий момент все ще зберігається.
І в цьому краса фізичних законів - вони працюють, навіть коли ви намагаєтеся порушити їх!

Джерело: Цікава наука

Автор: Цікава наука
ОСТАННІ КОМЕНТАРІ