Момент імпульсу: особливості механіки твердого тіла
Момент імпульсу відноситься до фундаментальних, основоположним законам природи. Він безпосередньо пов`язаний з властивостями симетрії простору фізичного світу, в якому ми всі живемо. Завдяки закону свого збереження, момент імпульсу визначає звичні для нас фізичні закони переміщення матеріальних тіл у просторі. Даною величиною характеризується кількість поступального або обертального руху.
Момент імпульсу, також званий "кінетичним", "кутовим" і "орбітальним", є важливою характеристикою, що залежить від маси матеріального тіла, особливостей її розподілу щодо уявної осі обертання і швидкості переміщення. Тут слід уточнити, що в механіці обертання має більш широке трактування. Навіть прямолінійний рух повз якоїсь довільно лежить в просторі точки можна вважати обертальним, приймаючи її за уявну вісь.
Момент імпульсу і закони його збереження були сформульовані Рене Декартом стосовно до поступально рухається системі матеріальних точок. Правда, про збереження руху обертального типу він не згадував. Лише через століття Леонардом Ейлером, а потім іншим швейцарським ученим, фізиком і математиком Данилом Бернуллі при вивченні обертання матеріальної системи навколо нерухомої центральної осі був зроблений висновок, що і для такого виду переміщення в просторі діє цей закон.
Подальші дослідження повністю підтвердили, що за відсутності зовнішнього впливу сума твори маси всіх точок на загальну швидкість системи і відстані до центру обертання залишається незмінною. Дещо пізніше французьким вченим Патріком Дарсі ці складові були виражені через площі, замітає радіус-векторами елементарних частинок за однаковий період часу. Це дозволило зв`язати момент імпульсу матеріальної точки з деякими відомими постулатами небесної механіки і, зокрема, з найважливішим положенням про рух планет Йоганна Кеплера.
Момент імпульсу твердого тіла - третя динамічна змінна, до якої можна застосувати положення фундаментального закону збереження. Він говорить про те, що незалежно від характеру та виду руху за відсутності зовнішнього впливу дана величина в ізольованій матеріальній системі завжди залишатиметься незмінною. Цей фізичний показник може піддатися будь-яким змінам тільки в разі наявності ненульового моменту впливають сил.
З даного закону також випливає, що якщо М = 0, будь-яка зміна відстані між тілом (системою матеріальних точок) і центральною віссю обертання неодмінно викличе збільшення або зменшення швидкості його обертання навколо центру. Наприклад, гімнастка, яка виконує сальто, щоб справити в повітрі кілька оборотів, спочатку згортає своє тіло в клубок. А балерини або фігуристки, обертаючись в піруети, розводять руки в сторони, якщо хочуть уповільнити рух, і, навпаки, притискають їх до корпусу, коли намагаються кружляти з більшою швидкістю. Таким чином, у спорті та мистецтві використовуються фундаментальні закони природи.
Види руху. Все дуже просто Поняття руху є однією з філософських категорій, поряд з іншими, такими, як матерія і час, службовцями підставою для матеріалістичних наук. Але так глибоко ми зараз розглядати це питання не будемо. Просто подивимося, що собою представляють і які…
Механічний рух - все про це Здавалося б, термін «механічний рух» говорить сам за себе. Предмет був в одній точці, а через деякий час опинився в інший - от і відбулося переміщення. Однак не все так просто. За терміном, наведеним вище, ховається більш глибокий зміст.Переміщення…
У чому полягає основне завдання механіки? У розвитку природознавства провідну роль зіграла і досі грає класична механіка або механіка Ньютона. В її рамки вкладається пояснення безлічі фізичних явищ і процесів, що проходять в земних і позаземних умовах. Багато методів наукових досліджень…
Що таке доцентрове прискорення? Уявімо собі точку на координатної площині. Два променя, що виходять з неї, формують кут. Його значення може бути визначене як в радіанах, так і в градусах. Тепер на деякій відстані від точки-центру подумки проведемо окружність. Міра кута, виражена в…
Куди веде траєкторія руху? Рух будь-якого тіла можна описати, якщо існує спосіб визначити його положення в просторі в кожний момент. Для цього потрібно мати тіло відліку, (знати, щодо якого предмету ми будемо розглядати його рух), а також встановити для себе спосіб, яким ми…
Що таке центр мас? Термін «центр мас» використовується не тільки в механіці і в розрахунках руху небесних тіл, але й повсякденному житті. Просто люди не завжди замислюються про те, які ж закони природи проявляються в тій чи іншій ситуації. Наприклад, фігуристи в…
Кінетична енергія: поняття Кінетична енергія - це, згідно з визначенням, величина, рівна половині маси рухомого тіла, помноженого на квадрат швидкості цього тіла. Це - один з найважливіших термінів сучасної механіки. Якщо коротко висловитися, то це енергія руху, або різницю…
Магнітний момент - фундаментальна властивість елементарних частинок Магнітний момент атома - основна фізична векторна величина, що характеризує магнітні властивості будь-яких речовин. Джерелом формування магнетизму, як стверджує класична електромагнітна теорія, є мікроструми, що виникають внаслідок руху електрона по…
Рівномірний прямолінійний рух: поняття та основні характеристики Рівномірний і нерівномірний рух є найважливішими поняттями кінематики. Основне положення даного розділу фізики полягає в тому, що, розглядаючи поступальний рух того чи іншого тіла, слід враховувати, що всі його точки рухаються в одному і тому ж…
Що таке імпульс тіла Імпульс ... Поняття, досить часто використовується у фізиці. Що розуміють під цим терміном? Якщо задати це питання простому обивателю, в більшості випадків ми отримаємо відповідь, що імпульс тіла - це певний вплив (поштовх чи удар), який чиниться на…
Обертальний рух як засіб переміщення в просторі Давайте подумаємо - літаючі тарілки, реальне чи це явище з точки зору академічної науки, і чи існує будь-які розумне пояснення подібного феномену? Спочатку згадаємо те, що вже давно всім відомо. Академічна наука доводить той факт, що будь-якому руху…
Що таке кутова швидкість і як її розраховують? Зазвичай, коли говорять про переміщення, ми уявляємо собі об'єкт, який рухається по прямій. Швидкість такого руху прийнято називати лінійною, і розрахунок її середньої величини виконується просто: достатньо знайти відношення пройденої відстані до…
Що таке інерція? Значення слова "інерція". Інерція твердого тіла. Визначення моменту інерції З повсякденного досвіду ми можемо підтвердити наступне умовивід: швидкість і напрямок руху тіла можуть мінятися лише під час його взаємодії з іншим тілом. Це породжує явище інерції, про який ми і поговоримо в цій статті.Що таке інерція? Приклад…