闡述角動量守恒定理及應用摘要:簡略介紹角動量守恒定理以及其在生活,工程,科學方面的運關鍵詞:角動量守恒定理,應用前言:角動量守恒是數學學的普遍定理之一。反映質點和質點系圍繞一點或一軸運動的普遍規律。在現實生活之中,也有許多方面運用到了角動量守恒定理。本文會較少角動量守恒定理在生活,工程,科學研究之中的應用。1.角動量:角動量合稱為動量矩,它常用于描述轉動運動。對于賜教在有心力場中的運動,比如,天體的運動,原子中電子的運動等動量定理生活中的應用,角動量是十分重要的數學量。角動量反映不受外力作用或所受諸外力對某定點(或定軸)的合扭力仍然等于零的質點和質點系圍繞該點(或軸)運動的普遍規律。數學學的普遍定理之一。比如一個在有心力場中運動的質點,一直遭到一個通過力心的有心力作用,因有心力對力心的轉矩為零,所以依照角動量定律,該質點對力心的角動量守恒。為此,質點軌跡是平面曲線,且質點對力心的矢徑在相等的時間內掃過相等的面積。假如把太陽看成力心,行星看成質點,則上述推論就是開普勒行星運動三定理[1]之一,開普勒第二定理。一個不受角動量原理圖外力或外界場作用的質點系,其質點之間互相作用的內力服從牛頓第三定理,因此質點系的內力對任一點的主矩為零,因而導入質點系的角動量守恒。
如質點系遭到的外力系對某一固定軸之矩的代數和為零,則質點系對該軸的角動量守恒。角動量守恒也是微觀數學學中的重要基本規律。在基本粒子衰變、碰撞和轉變過程中都遵循反映自然界普遍規律的守恒定理,也包括角動量守恒定理。2.角動量定律,俗稱動量矩定律。敘述角動量與扭矩之間關系的定律。對于質點,角動量定律可敘述為:質點對固定點的角動量對時間角動量定律的微商,等于作用于該質點上的力對該點的扭矩。對于質點系,因為其內各質點間互相作用的內力服從牛頓第三定理,因此質點系的內力對任一點的主矩為零。借助內力的這一特點,即可導入質點系的角動量定律:質點系對任一固定點的角動量對時間的微熵等于作用于該質點系的諸外力對點的扭矩的矢量和。由此可見,描述質點系整體轉動特點的角動量只與作用于質點系的外力有關,內力不能改變質點系的整體轉動情況。3.質點的角動量守恒定理:對于固定參考點而言,若遭到的合扭力為零,則質點的角動量大小和方向保持不變,這一規律稱為質點的角動量守恒定理。對于僅僅受有心力作用的系統,角動量守恒。4.角動量守恒的應用:4.1:陀螺儀:陀螺儀在民航航海等領域得到廣泛的應用,主要是為了穩定航向、導航等作用。4.2:行星運動:遭到太陽的萬有引力這一有心力,因為萬有引力對太陽這個參考點扭力為零,所以她們以太陽為參考點的角動量守恒。
4.3:芭蕾舞旋轉:跳芭蕾舞的時侯,運動員在轉動的過程之中,會收縮右手動量定理生活中的應用,來實現減輕轉動力矩,則角速率變大,轉動得越快。4.4:跳水:跳水運動中,運動員在在完成動作時,會將身體蜷曲成球狀,目的也是減少轉動力矩,推動轉動速率,更好地完成動作。4.5:宇宙飛船:宇宙飛船在空間中運行的時侯,通過深處或受其兩根桿來改變轉動力矩,因而改變轉動的速率。4.6:舉重:擊劍運動員在完成空翻動作的時侯,也是盡量躺臥身體,是轉動力矩減少,推動怠速。4.7:跳高:跳高的時侯,起跳以后因為力會形成一個轉動力矩,倘若不向后擺手來抵消這個轉動力矩,運動員都會往前翻轉。角動量守恒定理是一個很有用的定理,我們要更好地理解他,能夠在日常生活中活用。