V fiziki se zagon proučuje kot kotni moment. Ta kotni moment se uporablja pri rotacijskem gibanju, zaradi česar je linearni moment za translacijsko gibanje. Kotni moment je vektorska količina, za katero je značilno predvsem vrtenje točkastega delca ali razširjenega predmeta okoli osi, ki gre skozi točko. Nadalje je povezana s pojmi, kot je npr rotacijsko gibanje.
V tem članku vam bomo povedali vse, kar morate vedeti o kotni količini in njeni uporabnosti v fiziki.
Kaj je kotni moment
Ko ga poskušamo izračunati za neki predmet, ki se giblje okoli osi, moramo vedno prikladno določiti os vrtenja. Meriti bomo začeli z materialno točko mase m, kotno količino zapišemo z akronimom L. Linearni moment je p in položaj delca glede na os, ki gre skozi določeno točko O, je r.
Takole izračunamo na naslednji način: L = rxp
Reaktor, ki nastane iz vektorskega produkta, je pravokoten na ravnino, ki jo tvorijo sodelujoči vektorji. To pomeni, da smer navzkrižja, ki jo lahko najdemo z desno roko, pravi za navzkrižni izdelek. Kotni moment se meri v enotah kg na kvadratni meter / sekundo. Ta se meri po mednarodnem sistemu enot in nima posebnega imena.
Ta definicija kotne količine je bolj smiselna za tista telesa, ki so sestavljena iz številnih delcev. Za globlje razumevanje predlagamo, da preberete o vrtenje zemlje, ki je v kontekstu Zemlje povezana z vrtilno količino.
Količina kotnega gibanja
Kotni moment točkovnega delca uporabljamo za označevanje stanja vrtenja točke ali telesa, ki ga lahko obravnavamo kot takega. Ne pozabite, da se to zgodi, ko so mere telesa zanemarljive v primerjavi s smerjo njegovega gibanja. Glede na vektorje kotnega momenta glede na določeno točko in linearni moment točkovnega delca, ki premika se, ko je obseg kotni moment.
V primeru delca, ki se premika po obodu, je kot 90 stopinj. To je zato, ker je hitrost kotnega momenta vedno tangensna na obseg in zato pravokotna na polmer.
Ko govorimo o kotnem momentu, govorimo tudi o trenutku vztrajnosti. To ni nič drugega kot tisto, kar je opisano kdaj trdo telo ima vztrajnost lastnega telesa proti vrtenju okoli določene osi. Ta vztrajnostni moment ni odvisen samo od mase telesa, ampak tudi od razdalje od samega telesa do vrtilne osi. To lahko lažje razumemo, če mislimo, da je pri nekaterih predmetih lažje vrtenje glede na druge na isti osi. To je odvisno od tvorbe in strukture samega predmeta.
Za sistem delcev je vztrajnostni moment označen s črko I in se izračuna po naslednji formuli:
I = ∑ri2 Δmi
Tu imamo, da je njegov zloglasni m majhen del mase, r pa razdalja, ki jo ima telo glede na os vrtenja. Telo bo popolnoma iztegnjeno in sestavljeno iz številnih delcev, zato je njegov skupni vztrajnostni trenutek vsota vseh produktov med maso in razdaljo. Od geometrije, ki jo imajo, je odvisno, seštevek se spremeni in preide iz integralne v diferencialno. Pojem vztrajnostnega momenta je tesno povezan s kotnim momentom predmeta ali je popolnoma razširjen.
Kotni moment sistema delcev
Upoštevali bomo sistem delcev, ki je sestavljen iz različnih mas in se vrti po enem obodu hkrati v ravnini xy, pri čemer ima vsak linearno hitrost, ki je povezana s kotno hitrostjo. Na ta način lahko izračunamo celoto sistema in dobimo z naslednjo vsoto:
L = ω ∑ri2 Δmi
Razširjeno telo lahko ga razdelimo na rezine, vsaka z drugačnim kotnim momentom. Če simetrična os zadevnega predmeta sovpada z osjo z, ni problema. In to je zato, ker obstajajo točke, ki niso v ravnini xy, zato se komponente, ki jo tvorijo in ki so pravokotne na omenjeno os, izničijo.
Poglejmo zdaj, kdaj se spreminja. Običajno, ko neto sila deluje proti telesu ali delcu, zagon tega se lahko spremeni. Posledično bo tudi kotni moment. Za boljše razumevanje teh konceptov si lahko ogledate naš članek o svetlobne lastnosti, kar lahko povežemo z načelom ohranjanja kotne količine.
Po drugi strani pa se ohranitev zgodi, ko se spremeni obstoječi merilnik navora. Če je ta navor enak nič, se kotni moment stalno ohranja. Ta rezultat še vedno velja tudi v primeru, da telo ni popolnoma togo.
Primeri kotnega momenta
Vse to je veliko teorije in je brez praktičnih primerov ni mogoče dobro razumeti. Oglejmo si praktične primere kotnega momenta. V prvem imamo umetniško drsanje in druge športe, kjer so zavoji. Ko se drsalec začne obračati, iztegne roke in nas nato skrči ob telo, da prekrižamo noge. To se naredi za povečanje hitrosti obračanja. Kadar telo nenehno niha, se krči. Zahvaljujoč temu krčenju lahko poveča hitrost vrtenja. To je posledica dejstva, da dejstvo, da lahko krčimo roke in noge, prav tako zmanjša trenutek vztrajnosti. Ker se kotni moment ohrani, se kotna hitrost poveča.
Drug primer je, zakaj mačke pristanejo na nogah. Čeprav nima začetne količine gibanja, poskrbi, da hitro izgovori tako noge kot rep, da lahko spremeni svojo vztrajnost vrtenja in da lahko pade z noge. Medtem ko manevrirajo s tem zavojem, je njihov kotni moment enak nič, saj njihovo vrtenje ni kontinuirano.