Момент импульса. Закон сохранения момента импульса

Моме?нт и?мпульса (кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

Замечание: момент импульса относительно точки — это псевдовектор, а момент импульса относительно оси — скалярная величина.

Следует учесть, что вращение здесь понимается в широком смысле, не только как регулярное вращение вокруг оси. Например, даже при прямолинейном движении тела мимо произвольной воображаемой точки оно также обладает моментом импульса. Наибольшую роль момент импульса играет при описании собственно вращательного движения.

Момент импульса замкнутой системы сохраняется.

Закон сохранения момента импульса является одним из следствий закона сохранения энергии в орбитальной форме движения и соблюдается лишь при определенных условиях. Этот закон вытекает в виде следствия из закона сохранения углового момента, который, в свою очередь, является одним из следствий закона сохранения энергии во вращательной форме движения. Поэтому неверно, когда закон сохранения момента импульса считают основным законом сохранения наравне с законом сохранения энергии. Следствие не может быть наравне с причиной, его вызывающей.

2. Плоское движение. Кинематическая энергия при плоском движении.

Плоскопаралле?льное движе?ние (плоское движение) — вид движения абсолютно твёрдого тела, при котором все точки тела совершают движение параллельно некоторой плоскости.

Примером плоскопараллельного движения является качение колеса по горизонтальной дороге (см. рисунок).

Пример плоскопараллельного движения — качение колеса по горизонтальной дороге. Все точки колеса движутся параллельно плоскости рисунка.

Плоскопараллельное движение в каждый момент времени может быть представлено в виде суммы двух движений — поступательного движения некоторого полюса А, и вращательного движения всех остальных точек тела вокруг полюса А. При этом скорость суммарного движения равна сумме скоростей составляющих движений. В качестве полюса может быть выбрана любая точка тела. Закон вращательного движения не зависит от выбора точки в качестве полюса, изменяется только закон поступательного движения.

Во многих случаях в качестве полюса удобно выбирать мгновенный центр скоростей.

Мгнове?нный центр скоросте?й — при плоскопараллельном движении точка, обладающая следующими свойствами: а) её скорость в данный момент времени равна нулю; б) относительно неё в данный момент времени вращается тело.

Для того, чтобы определить положение мгновенного центра скоростей, необходимо знать направления скоростей любых двух различных точек тела, скорости которых не параллельны. Тогда для определения положения мгновенного центра скоростей необходимо провести перпендикуляры к прямым, параллельным линейным скоростям выбранных точек тела. В точке пересечения этих перпендикуляров и будет находиться мгновенный центр скоростей.

В том случае, если векторы линейных скоростей двух различных точек тела параллельны друг другу, и отрезок, соединяющий эти точке, не перпендикулярен векторам этих скоростей, то перпендикуляры к этим векторам также параллельны. В этом случае говорят, что мгновенный центр скоростей находится в бесконечности, и тело движется мгновенно поступательно.

Если известны скорости двух точек, и эти скорости параллельны друг другу, и кроме того, указанные точки лежат на прямой, перпендикулярной скоростям, то положение мгновенного центра скоростей определяется так, как показано на рис. 2.

Положение мгновенного центра скоростей в общем случае не совпадает с положением мгновенного центра ускорений. Однако в некоторых случаях, например, при чисто вращательном движении, положения этих двух точек могут совпадать.

Кинети?ческая эне?ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ — Джоуль.

Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением.

1.