Ce este conservarea momentului unghiular?

Conservarea momentului unghiular este un concept fundamental în fizică, împreună cu conservarea energiei și conservarea momentului liniar. Afirmă că momentul unghiular total al unui sistem trebuie să rămână același, ceea ce înseamnă că este conservat. Momentul unghiular este o proprietate vectorială, ceea ce înseamnă că este definit atât de o mărime, cât și de o direcție, astfel încât conservarea momentului unghiular implică și vectori.

Conservarea momentului unghiular se aplică sistemelor în care cuplul total aplicat este 0. Cuplul este forța de rotație, cum ar fi o răsucire. Pentru a determina dacă se aplică conservarea momentului unghiular, suma momentelor unghiulare din sistem înainte și după o schimbare se însumează. Dacă momentul unghiular după modificare minus cel dinainte de modificare este egal cu 0, momentul unghiular a fost conservat.

Momentul unghiular, adesea reprezentat de litera L în ecuații, este o proprietate a momentului de inerție și a vitezei unghiulare a unui obiect. Momentul de inerție, de obicei reprezentat de litera I, este o măsură a rezistenței unui obiect la schimbările de rotație. Este o funcție a masei și formei obiectului. Unitățile unui moment de inerție sunt masa înmulțită cu aria, dar formula exactă pentru momentul de inerție depinde de forma obiectului. Manualele de fizică și inginerie includ adesea o diagramă cu formule pentru momentul de inerție al formelor comune ale obiectelor pentru a ajuta la calcule.

Viteza unghiulară a unui obiect este măsurată în radiani pe secundă și este de obicei reprezentată de litera greacă omega. Se calculează împărțind componenta vectorului viteză care este perpendiculară pe raza mișcării la rază. În practică, rezultatul este adesea obținut prin înmulțirea mărimii vectorului viteză cu sinusul unghiului vectorului și împărțirea la mărimea razei.

Pentru a afla momentul unghiular al unui obiect, momentul de inerție este înmulțit cu viteza unghiulară. Deoarece ambele sunt mărimi vectoriale, conservarea momentului unghiular trebuie să implice și o mărime vectorială. Înmulțirea vectorială este efectuată pentru a calcula momentul unghiular, L = I*w.

Dacă obiectul pentru care se calculează momentul unghiular este o particulă foarte mică, aceasta poate fi calculată folosind ecuația L = m*v*r. În această ecuație, m este masa particulei, v este componenta vectorului viteză care este perpendicular pe raza mișcării și r este lungimea razei. Mărimile din această ecuație sunt toate scalare, iar un semn pozitiv sau un semn negativ este folosit pentru a indica direcția de rotație.