平移的基础是牛顿定理、动量守恒等。分析的是质量m、速度v、力F的一些计算。旋转也有类似的规则,但是转动惯量J、角速度ω、扭矩使用M。
转动惯量是与质量、形状等相关的量。详细信息请参见:
转动惯量
。 形状不同,旋转轴的位置不同,转动惯量也不同。 在旋转力学中,质量与平移质量类似,是一个标量。
角速度与平移速度类似,也是一个具有大小和方向的矢量。
扭矩什么时候转动惯量公式是m两分,类似于平移的力,矢量。
与惯性定律类似,如果没有扭矩,物体将保持相同的旋转状态。
与牛第二定律F=m*a=m*(dv/dt)类似什么时候转动惯量公式是m两分,旋转也有M=J*α=J*(dω/dt),即扭矩是旋转状态改变的原因的对象。
与动量 p=m*v 类似,旋转具有角动量 L=J*ω。 如果没有扭矩,角动量也守恒。具体参见
角动量
。
日常生活中角动量守恒的一个常见例子是将一个小物体绑在绳子的一端,握住另一端,让它绕着你的手指旋转。 如果绳子缠绕在你的手指上,变得越来越短,物体的角速度就会越来越快。 。 这是因为物体与轴心的距离不断减小,转动惯量(此时J=m*r^2)不断减小,而角动量保持守恒,角速度ω增大。 这也是行星在近日点绕太阳旋转较快而在远日点绕太阳旋转较慢的原因。
与平动动能E=(1/2)*m*v^2类似,旋转也有动能E=(1/2)*J*ω^2。 两者相加就是物体的真实动能。
陀螺仪的轴固定,由于其旋转速度快,角动量大,因此很难改变其旋转方向。 与平动物体类似,如果其动量很大,则很难改变其平动状态。
这样,高中生就应该有一个大致的感性认识。