פיזיקה של תנע זוויתי

תנופה זוויתית, מאפיין המאפיין את האינרציה הסיבובית של אובייקט או מערכת עצמים הנמצאים בתנועה סביב ציר העשוי או לא יכול לעבור דרך האובייקט או המערכת. לכדור הארץ יש תנופה זוויתית מסלולית בגלל המהפכה השנתית שלו סביב השמש וסובב תנופה זוויתית בגלל הסיבוב היומי שלו סביב צירו. תנופה זוויתית היא כמות וקטורית, המחייבת את המפרט הן של גודל והן של כיוון לתיאורו המלא. גודל המומנטום הזוויתי של אובייקט המקיף שווה למומנטום הליניארי שלו (תוצר של המסה שלו m והמהירות הלינארית v) כפול המרחק הניצב r ממרכז הסיבוב לקו המצויר בכיוון התנועה המיידית שלו ועוברת דרך מרכז הכובד של האובייקט, או פשוט mvr. עבור אובייקט מסתובב, לעומת זאת, יש לראות במומנטום הזוויתי כסיכום של כמות ה- mvr לכל החלקיקים המרכיבים את האובייקט. מומנטום זוויתי עשוי להיות מנוסח באופן שווה כתוצר של אני, רגע האינרציה, ו- ω, המהירות הזוויתית, של גוף או מערכת מסתובבים, או פשוט Iω. הכיוון של וקטור המומנטום הזוויתי הוא זה של ציר הסיבוב של האובייקט הנתון ומוגדר כחיובי בכיוון אליו יתקדם בורג ימני אם יסתובב בצורה דומה. יחידות MKS או SI מתאימות לתנופה זוויתית הן קילוגרם מטרים בריבוע לשנייה (קילוגרם מ '² / שניה).

מכניקה: תנופה ומומנט זוויתיים

לחלקיק בעל מסה m ומהירות v יש תנופה ליניארית p = mv. החלקיק

עבור אובייקט או מערכת מסוימים המבודדים מכוחות חיצוניים, המומנטום הזוויתי הכולל הוא קבוע, עובדה הידועה כחוק שימור המומנטום הזוויתי. אובייקט מסתובב קשיח, למשל, ממשיך להסתובב בקצב קבוע ובכיוון קבוע אלא אם כן הוא מושפע מיישום מומנט חיצוני. (קצב השינוי של המומנטום הזוויתי שווה, למעשה, למומנט המופעל.) מחליק דמות מסתובב מהר יותר, או שיש לו מהירות זוויתית גדולה יותר ω, כאשר הזרועות נמשכות פנימה, מכיוון שפעולה זו מקטינה את רגע האינרציה אני בזמן שהמוצר Iω, המומנטום הזוויתי של המחליק, נשאר קבוע. בגלל שמירת הכיוון כמו גם הגודל, ג 'ייקרו מסתובב במטוס נשאר קבוע בכיוון שלו, ללא תלות בתנועת המטוס.

להרחבה של תפיסת המומנטום האורביטאלי והסביבתי לתכונות אנלוגיות של חלקיקים תת-אטומיים כמו אלקטרונים, ראו ספין. ראו גם תנופה.