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(每日一题)简述角动量守恒定律及应用

更新时间:2024-05-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

动量守恒定律简介及其应用 摘要:简要介绍角动量守恒定律及其在生活、工程、科学中的应用。 关键词:角动量守恒定律、应用 简介:角动量守恒定律是物理学的普遍定律之一。 反映粒子和粒子系统绕点或轴运动的普遍规律。 在现实生活中行星运动中角动量守恒,角动量守恒定律也被运用在很多方面。 本文将重点讨论角动量守恒定律在生活、工程和科学研究中的应用。 1、角动量:角动量也称为动量矩,常用于描述旋转运动。 角动量是中心力场中一点运动的一个非常重要的物理量,如天体运动、原子中电子运动等。角动量反映了粒子和粒子系统的普遍规律。绕某一固定点(或轴)运动,不受外力作用或所有外力在某一固定点(或固定轴)上的合力矩始终为零。 物理的普遍定律之一。 例如,在中心力场中运动的粒子总是受到穿过力中心的中心力的作用。 由于中心力对力中心的力矩为零,根据角动量定理,质点相对于力中心的角动量守恒。 因此,质点的运动轨迹是一条平面曲线,质点到力心的矢量半径在相等的时间内扫过相等的面积。 如果把太阳看作力的中心,把行星看作粒子,那么上述结论就是开普勒行星运动三大定律之一[1],即开普勒第二定律。 对于不受外力或外场影响的粒子系统,其质点间相互作用的内力服从牛顿第三定律。 因此,粒子系统任意点的内力主矩为零,从而推导出角动量守恒。HaB物理好资源网(原物理ok网)

如果作用在粒子系统上的外力系统绕固定轴的力矩代数和为零,则粒子系统绕该轴的角动量守恒。 角动量守恒也是微观物理学中的一个重要基本定律。 在基本粒子的衰变、碰撞和转变过程中行星运动中角动量守恒,观察到反映自然界普遍规律的守恒定律,其中包括角动量守恒定律。 2.角动量定理,又称动量矩定理。 陈述角动量和扭矩之间关系的定理。 对于粒子来说,角动量定理可以表示为:粒子的角动量相对于固定点对时间的导数角动量定理等于作用在粒子上的力在该点上的力矩。 对于粒子系统,由于各粒子之间相互作用的内力服从牛顿第三定律,因此粒子系统的内力相对于任意点的主矩为零。 利用内力的这一特性英语作文,可以推导出粒子系统的角动量定理:粒子系统对任意定点O的角动量相对于时间的微熵等于外力力矩的矢量和。作用在粒子系统上至 O 点的力。 可见,描述粒子系统2整体旋转特性的角动量仅与作用于粒子系统的外力有关,内力无法改变粒子系统的整体旋转。 3、质点角动量守恒定律:对于固定参考点,若合力矩为零,则质点角动量的大小和方向保持不变。 这个定律称为粒子角动量守恒定律。 对于仅受中心力作用的系统,角动量守恒。 4、角动量守恒的应用: 4.1:陀螺仪:陀螺仪广泛应用于航空和航海等领域,主要用于稳定航向、导航等功能。HaB物理好资源网(原物理ok网)

4.2:行星运动:它们受到太阳引力的影响。 由于太阳参考点上的引力力矩为零,因此它们以太阳为参考点保持角动量守恒。 4.3:芭蕾旋转:跳芭蕾舞时,运动员在旋转过程中会收缩双手,以减少转动惯量。 角速度会变大,旋转也会更快。 4.4:跳水:跳水时,运动员完成动作时将身体卷成球形。 目的是减少转动惯量,加快旋转速度,更好地完成动作。 4.5:飞船:飞船在太空中运行时,通过深度或其两根杆改变转动惯量,从而改变旋转速度。 4.6:体操:体操运动员在完成空翻时,也会尽量卷起身体,以减少转动惯量,加快速度。 4.7:跳远:跳远时,起跳后会因受力而产生惯性矩。 如果运动员不向后摆动双手来抵消这个惯性矩,运动员就会向前翻转。HaB物理好资源网(原物理ok网)

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