角動(dòng)量守恒定律簡介及其應(yīng)用 摘要：簡要介紹角動(dòng)量守恒定律及其在生活、工程、科學(xué)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：角動(dòng)量守恒定律、應(yīng)用 簡介：角動(dòng)量守恒定律是物理學(xué)的普遍定律之一。 反映粒子和粒子系統(tǒng)繞點(diǎn)或軸運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。 在現(xiàn)實(shí)生活中行星運(yùn)動(dòng)中角動(dòng)量守恒，角動(dòng)量守恒定律也被運(yùn)用在很多方面。 本文將重點(diǎn)討論角動(dòng)量守恒定律在生活、工程和科學(xué)研究中的應(yīng)用。 1、角動(dòng)量：角動(dòng)量也稱為動(dòng)量矩，常用于描述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 角動(dòng)量是中心力場(chǎng)中一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)非常重要的物理量，如天體運(yùn)動(dòng)、原子中電子運(yùn)動(dòng)等。角動(dòng)量反映了粒子和粒子系統(tǒng)的普遍規(guī)律。繞某一固定點(diǎn)（或軸）運(yùn)動(dòng)，不受外力作用或所有外力在某一固定點(diǎn)（或固定軸）上的合力矩始終為零。 物理的普遍定律之一。 例如，在中心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子總是受到穿過力中心的中心力的作用。 由于中心力對(duì)力中心的力矩為零，根據(jù)角動(dòng)量定理，質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于力中心的角動(dòng)量守恒。 因此，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條平面曲線，質(zhì)點(diǎn)到力心的矢量半徑在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。 如果把太陽看作力的中心，把行星看作粒子，那么上述結(jié)論就是開普勒行星運(yùn)動(dòng)三大定律之一[1]，即開普勒第二定律。 對(duì)于不受外力或外場(chǎng)影響的粒子系統(tǒng)，其質(zhì)點(diǎn)間相互作用的內(nèi)力服從牛頓第三定律。 因此，粒子系統(tǒng)任意點(diǎn)的內(nèi)力主矩為零，從而推導(dǎo)出角動(dòng)量守恒。
如果作用在粒子系統(tǒng)上的外力系統(tǒng)繞固定軸的力矩代數(shù)和為零，則粒子系統(tǒng)繞該軸的角動(dòng)量守恒。 角動(dòng)量守恒也是微觀物理學(xué)中的一個(gè)重要基本定律。 在基本粒子的衰變、碰撞和轉(zhuǎn)變過程中行星運(yùn)動(dòng)中角動(dòng)量守恒，觀察到反映自然界普遍規(guī)律的守恒定律，其中包括角動(dòng)量守恒定律。 2.角動(dòng)量定理，又稱動(dòng)量矩定理。 陳述角動(dòng)量和扭矩之間關(guān)系的定理。 對(duì)于粒子來說，角動(dòng)量定理可以表示為：粒子的角動(dòng)量相對(duì)于固定點(diǎn)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)角動(dòng)量定理等于作用在粒子上的力在該點(diǎn)上的力矩。 對(duì)于粒子系統(tǒng)，由于各粒子之間相互作用的內(nèi)力服從牛頓第三定律，因此粒子系統(tǒng)的內(nèi)力相對(duì)于任意點(diǎn)的主矩為零。 利用內(nèi)力的這一特性英語作文，可以推導(dǎo)出粒子系統(tǒng)的角動(dòng)量定理：粒子系統(tǒng)對(duì)任意定點(diǎn)O的角動(dòng)量相對(duì)于時(shí)間的微熵等于外力力矩的矢量和。作用在粒子系統(tǒng)上至 O 點(diǎn)的力。 可見，描述粒子系統(tǒng)2整體旋轉(zhuǎn)特性的角動(dòng)量僅與作用于粒子系統(tǒng)的外力有關(guān)，內(nèi)力無法改變粒子系統(tǒng)的整體旋轉(zhuǎn)。 3、質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量守恒定律：對(duì)于固定參考點(diǎn)，若合力矩為零，則質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的大小和方向保持不變。 這個(gè)定律稱為粒子角動(dòng)量守恒定律。 對(duì)于僅受中心力作用的系統(tǒng)，角動(dòng)量守恒。 4、角動(dòng)量守恒的應(yīng)用： 4.1：陀螺儀：陀螺儀廣泛應(yīng)用于航空和航海等領(lǐng)域，主要用于穩(wěn)定航向、導(dǎo)航等功能。
4.2：行星運(yùn)動(dòng)：它們受到太陽引力的影響。 由于太陽參考點(diǎn)上的引力力矩為零，因此它們以太陽為參考點(diǎn)保持角動(dòng)量守恒。 4.3：芭蕾旋轉(zhuǎn)：跳芭蕾舞時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)收縮雙手，以減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 角速度會(huì)變大，旋轉(zhuǎn)也會(huì)更快。 4.4：跳水：跳水時(shí)，運(yùn)動(dòng)員完成動(dòng)作時(shí)將身體卷成球形。 目的是減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，加快旋轉(zhuǎn)速度，更好地完成動(dòng)作。 4.5：飛船：飛船在太空中運(yùn)行時(shí)，通過深度或其兩根桿改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而改變旋轉(zhuǎn)速度。 4.6：體操：體操運(yùn)動(dòng)員在完成空翻時(shí)，也會(huì)盡量卷起身體，以減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，加快速度。 4.7：跳遠(yuǎn)：跳遠(yuǎn)時(shí)，起跳后會(huì)因受力而產(chǎn)生慣性矩。 如果運(yùn)動(dòng)員不向后擺動(dòng)雙手來抵消這個(gè)慣性矩，運(yùn)動(dòng)員就會(huì)向前翻轉(zhuǎn)。
