定轴转动的角动量定理 角动量守恒定律
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刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律
1、刚体定轴转动的角动量
刚体绕定轴转动的角动量等于刚体对该轴的转动惯量与角速度的乘积;方向与角速度的方向相同。
2、刚体定轴转动的角动量定理
(1)微分形式:刚体绕某定轴转动时,作用于刚体的合外力矩,等于刚体绕该定轴的角动量随时间的变化率。
(2)积分形式:当物体绕某定轴转动时,作用在物体上的冲量矩等于角动量的增量。
3、刚体定轴转动的角动量守恒定律
如果物体所受的合外力矩等于零,或者不受外力矩作用,物体的角动量保持不变。
练习:1角动量守恒的条件是 。
0=M 11222
1ωωJ J Mdt t t -=⎰刚体 ) 21J J ==ωJ 恒量
ωJ L =()ωJ dt d dt dL M ==。
角动量定理和角动量守恒定律
角动量定理和角动量守恒定律是描述刚体运动时的两个基本定律。
下面进行简单的介绍:
1. 角动量定理
角动量定理是描述角动量变化的定律。
它表示为:物体所受外力矩等于物体角动量对时间的变化率。
即
I*ω= ΔL/Δt
其中,I 为物体的转动惯量,ω为物体的角速度,L 为物体的角动量。
这个定理表明了一个物体的角动量发生变化时,必定受到了外部的力矩作用,即力矩等于角动量的变化率。
2. 角动量守恒定律
角动量守恒定律是描述角动量不变的定律,即如果没有外部力矩作用,系统的总角动量保持不变。
即:
L = L0
其中,L 为系统的总角动量,L0 为系统在某一时刻的总角动量。
这个定律表明,如果没有外部力矩作用,那么系统的总角动量保持不变。
如果一个物体在自由运动时,角动量发生变化,那么它将会改变自身的旋转状态(比如转速、方向等)。
总之,角动量定理和角动量守恒定律是描述刚体运动和角动量变化的基本定理,可以帮助我们更好地理解物体的运动和变化规律。
简述刚体转动定律刚体转动定律是描述刚体绕定轴转动的物理定律。
在刚体转动过程中,有三个关键定律对于描述和解释刚体的转动运动非常重要,它们是转动惯量定理、角动量定理以及角动量守恒定律。
1.转动惯量定理:转动惯量(或称为转动惯性)是描述刚体绕轴旋转惯性的物理量,用字母I表示。
它与物体的质量分布和轴线的位置有关。
转动惯量定理指出,刚体绕一个固定轴的转动惯量等于质量分布关于轴线的积分:I = ∫r^2 dm其中,r是质量元素dm到轴线的距离。
对于均匀杆的转动惯量,可以使用以下公式计算:I = 1/12 * mL^2其中,m为杆的质量,L为杆的长度。
2.角动量定理:角动量是描述刚体转动状态的物理量,用字母L表示,它等于刚体的转动惯量与角速度的乘积。
L = I * ω其中,ω为角速度,即刚体绕轴旋转的每秒角度变化量。
角动量定理指出,当刚体受到外力矩作用时,角动量的变化率等于外力矩的大小和作用时间的乘积:τ = dL/dt其中,τ为外力矩,即力矩的角动量。
3.角动量守恒定律:角动量守恒定律是指刚体绕固定轴转动时,如果物体不受到外力矩的作用,则角动量保持不变,即角动量守恒。
L1 = L2其中,L1和L2分别是刚体在转动过程中的初态和末态的角动量。
根据以上三个定律,可以得到一些关于刚体转动的重要结论:1.转动惯量与物体的质量分布有关,质量分布越集中,转动惯量越小;质量分布越分散,转动惯量越大。
2.角动量与转动惯量和角速度的乘积成正比,如果转动惯量越大,角速度越小,那么角动量也会越小。
3.当物体受到一个外力矩的作用时,物体的角动量会发生变化,且变化的速率与作用力矩的大小和作用时间的长度有关。
4.如果刚体不受外力矩作用,则刚体的角动量守恒,即刚体的角动量保持不变。
5.刚体转动的动能与转动惯量和角速度的平方成正比,转动惯量越大,角速度越小,刚体的转动动能也会越小。
以上是关于刚体转动定律的简要说明。
刚体转动定律在物理学中具有重要的意义,能够帮助我们理解刚体绕轴旋转的运动规律,并应用于工程、天文和机械等领域。
刚体绕定轴转动定律和角动量定理的表达式
刚体绕定轴转动定律:
Mz=Jβ,其中Mz表示对于某定轴的合外力矩,J表示刚体绕给定轴的转动惯量,β表示角加速度。
刚体定轴转动定律是指刚体所受的对于某定轴的合外力矩等于刚体对此定轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。
角动量定理的表达式:
角动量守恒定律是物理学的普遍定律之一,反映质点和质点系围绕一点或一轴运动的普遍规律;反映不受外力作用或所受诸外力对某定点(或定轴)的合力矩始终等于零的质点和质点系围绕该点(或轴)运动的普遍规律。
角动量守恒定律是对于质点,角动量定理可表述为质点对固定点的角动量对时间的微商,等于作用于该质点上的力对该点的力矩。
角动量L=转动惯量J*角速度ω
所以角动量守恒表达为J1ω1=J2ω2。