固定铰链杆在转动时,其角动量(动量矩)的大小取决于力的大小、铰链处的位置和铰链与固定点的距离。具体来说,固定铰链杆在转动时的角动量定理可以表述为:
1. 固定铰链杆对固定点的角动量大小等于作用在固定点上的力与力作用点的到该铰链的距离的乘积。
2. 固定铰链杆在绕固定点转动的动能等于作用于该点的所有力的垂直分量的平方与这些力的作用点到该铰链的距离的乘积的倒数之和。
以上就是固定铰链杆在转动时的角动量定理的主要内容。请注意,这里的角动量定理是基于牛顿运动定律和几何关系等物理原理推导而来的,具有一定的理论深度。
假设有一个长方体木块,其长、宽、高分别为10厘米、5厘米和2厘米。现在将这个木块固定在地面,并在其上端安装一个固定铰链。在木块上放置一个质量为1千克的小球,并让小球在木块上自由滑动。
1. 固定铰链约束了木块的转动,因此木块在固定铰链处不能自由旋转。
2. 小球在木块上滑动时,会对木块产生一个摩擦力矩,该摩擦力矩的大小取决于小球与木块之间的摩擦系数、小球与木块接触面的大小以及小球的位移。
3. 当小球在木块上滑动时,木块会受到一个扭矩的作用,该扭矩的大小等于摩擦力矩与小球质量的乘积。
在这个例子中,我们可以使用固定铰链的铰动量矩定理来计算木块受到的扭矩大小。假设小球与木块之间的摩擦系数为0.3,小球的位移为1厘米,那么摩擦力矩的大小为$0.3 \times 9.8 \times 0.01 = 0.0294$牛顿·米。由于木块的质量为2千克,因此扭矩的大小为$0.0294 \times 2 = 0.0588$牛顿·米。
需要注意的是,在实际应用中,还需要考虑其他因素的影响,如重力、风力等。同时,还需要根据具体情况进行计算和分析,以确保结果的准确性和可靠性。