Różnica między momentem liniowym a momentem kątowym

The kluczowa różnica między momentem liniowym a momentem kątowym jest to termin pęd liniowy opisuje obiekt poruszający się po ścieżce bezpośredniej, natomiast termin pęd kątowy opisuje obiekt poruszający się pod kątem.

Pęd kątowy i pęd liniowy to dwie bardzo ważne koncepcje w mechanice. Te dwie koncepcje odgrywają istotną rolę w większości dziedzin dynamiki.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest pęd liniowy
3. Co to jest moment pędu
4. Porównanie obok siebie - Moment liniowy vs Moment kątowy w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest Moment Liniowy?

Pęd liniowy jest bardzo ważną właściwością poruszającego się obiektu. Możemy użyć terminu pęd liniowy, aby opisać obiekt poruszający się po ścieżce bezpośredniej. Pęd obiektu jest równy masie obiektu pomnożonej przez prędkość obiektu (p = mv). Ponieważ masa jest skalarem, pęd liniowy jest wektorem, który ma ten sam kierunek co prędkość.

Jednym z najważniejszych praw dotyczących pędu jest drugie prawo ruchu Newtona. Stwierdza, że ​​siła netto działająca na obiekt jest równa szybkości zmiany pędu. Ponieważ masa jest stałą w mechanice nierelatywistycznej, szybkość zmiany pędu liniowego jest równa masie pomnożonej przez przyspieszenie obiektu (μ = ma).

Najważniejszym pochodnym tego prawa jest liniowe prawo zachowania pędu. Oznacza to, że jeśli siła netto układu wynosi zero, całkowity pęd liniowy układu pozostaje stały. Ponadto pęd liniowy jest zachowany nawet w skalach relatywistycznych. Ponadto pęd liniowy zależy zarówno od masy obiektu, jak i zmiany współrzędnych czasoprzestrzennych obiektu.

Co to jest moment pędu?

Pęd kątowy opisuje obiekt o ruchu kątowym. Aby zdefiniować moment pędu, należy najpierw wiedzieć, jaki jest moment bezwładności. Moment bezwładności obiektu jest właściwością, która zależy zarówno od masy obiektu, jak i rozkładu masy od miejsca, w którym mierzymy moment bezwładności. Jeśli masa całkowita rozkłada się bliżej osi obrotu, moment bezwładności jest mniejszy. Jeśli jednak masa rozchodzi się daleko od osi, moment bezwładności jest większy.

Rysunek 01: Zmiana momentu pędu z innym momentem bezwładności

Pęd kątowy obiektu jest iloczynem momentu bezwładności i prędkości kątowej obiektu (L = Iω). Prędkość kątowa jest wektorem. Kierunek prędkości kątowej możemy określić na podstawie prawa korkociągu po prawej stronie. Ponieważ moment bezwładności jest skalarny, pęd kątowy jest wektorem o kierunku prostopadłym do płaszczyzny obrotu, o którym decyduje prawidłowa korkociąg. Aby zmienić moment pędu układu, musimy zastosować zewnętrzny moment obrotowy. Szybkość zmiany momentu pędu jest proporcjonalna do stosowanego momentu obrotowego. Jeśli nie ma zewnętrznego momentu obrotowego, pęd kątowy zamkniętego układu zostaje zachowany.

Jaka jest różnica między pędem liniowym a pędem kątowym?

Pęd liniowy jest iloczynem masy układu pomnożonej przez jego prędkość, podczas gdy pęd kątowy jest rotacyjnym odpowiednikiem pędu liniowego. Kluczową różnicą między momentem liniowym a momentem kątowym jest to, że termin pędu liniowego opisuje obiekt poruszający się po ścieżce bezpośredniej, natomiast termin pędu kątowego opisuje obiekt poruszający się pod kątem.

Jednostką miary momentu pędu jest kgm / s, a jednostką miary momentu pędu jest kgm²⁾rad / s. Jest to więc znacząca różnica między momentem liniowym a momentem kątowym. Ponadto równanie pędu liniowego wynosi p = mv, gdzie p jest pędem liniowym, m jest masą poruszającego się obiektu, a v jest prędkością ruchu. Podczas gdy równanie momentu pędu wynosi L = Iω, gdzie L jest momentem pędu, I jest momentem bezwładności, a ω jest prędkością kątową.

Podsumowanie - Moment liniowy vs. Moment kątowy

W skrócie, pęd liniowy i pęd kątowy są ważnymi pojęciami w fizyce do opisu ruchu obiektu. Kluczową różnicą między pędem liniowym a pędem kątowym jest to, że pojęcie pędu liniowego stosuje się do obiektu poruszającego się po ścieżce bezpośredniej, natomiast pojęcie pędu kątowego stosuje się do obiektu poruszającego się pod kątem.

Odniesienie:

1. „Moment kątowy”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 23 maja 2019 r., Dostępna tutaj.
2. Richmond, Micheal. "Pęd." Dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Zmiana prędkości kątowej z powodu zmiany momentu bezwładności” Autor MikeRun - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia