Differenza tra momento lineare e momento angolare

Differenza principale - Momento lineare vs Momento angolare

Lo slancio è una proprietà degli oggetti in movimento con massa. Spesso, parliamo di due tipi di momenta: lineare e angolare. Il differenza principale tra il momento lineare e il momento angolare è quello il momento lineare è una proprietà di un oggetto che è in movimento rispetto a un punto di riferimento (cioè qualsiasi oggetto che cambia la sua posizione rispetto al punto di riferimento) mentre il momento angolare è una proprietà di oggetti che non cambiano solo la loro posizione ma anche il direzione della loro posizione rispetto a un punto di riferimento (cioè non si muovono in linea retta).

Cos'è il momento lineare

Il momento lineare di un oggetto è il prodotto della massa e della velocità dell'oggetto. Il momento lineare è un quantità vettoriale, e la direzione del momento è considerata la direzione della velocità dell'oggetto. Se la massa dell'oggetto è  e la velocità dell'oggetto è , quindi il momento lineare  è dato da:

Il momento lineare è una quantità conservata: il momento lineare totale delle particelle in un sistema viene conservato se nessuna forza esterna agisce sul sistema. Se sul sistema è presente una forza esterna risultante, la quantità di moto cambia, in modo che la velocità di variazione della quantità di moto sia uguale alla forza esterna risultante:

Il SI unità per misurare il momento lineare è kg m s-1. Abbiamo discusso del momento lineare a lungo in questo articolo.

Qual è il momento angolare

Per un oggetto con massa  muovendosi a una velocità , il momento angolare  rispetto a un punto di riferimento è definito utilizzando il prodotto incrociato come:

dove è il vettore posizione dell'oggetto che descrive la posizione dell'oggetto rispetto al punto di riferimento. Le unità per la misurazione del momento angolare sono di kg m2 S-1. Poiché il momento angolare è definito in termini di un prodotto incrociato, la direzione del vettore del momento angolare viene presa in una direzione perpendicolare al vettore di posizione di entrambe le particelle  e il suo vettore di velocità .

Definizione del momento angolare

Usando la definizione di cui sopra, possiamo trovare un'espressione per calcolare la velocità angolare di un corpo rigido che ruota attorno a un asse che è ad angolo retto rispetto al piano in cui ruotano le particelle. Il corpo rigido è costituito da molte particelle e la somma di momenti angolari di tutte le particelle fornisce il momento angolare totale del corpo rigido. Quindi, in termini di masse e velocità delle singole particelle, possiamo scrivere il momento angolare totale come:

Trovare il momento angolare di un corpo rigido

Si noti che poiché l'asse di rotazione è perpendicolare al piano in cui ruotano le particelle, il prodotto incrociato si riduce a una semplice moltiplicazione. Possiamo scrivere la velocità lineare  delle particelle in termini delle loro velocità angolari :

Poiché l'oggetto è rigido, tutte le particelle ruotano all'unisono. Ciò significa che la velocità angolare per tutte le particelle è comune. Poi,

 

La quantità  è l'oggetto  ,. Quindi, possiamo scrivere il momento angolare nell'oggetto come:

 

Come il momento lineare, anche il momento angolare è una quantità conservata. Il momento angolare di un sistema di particelle viene conservato se nessuna coppia esterna agisce sul sistema. Se c'è una coppia esterna risultante, il momento angolare cambia in modo che la coppia risultante sia uguale alla velocità di variazione del momento angolare dell'oggetto:

Differenza tra momento lineare e momento angolare

Tipo di movimento

Momento lineare è una proprietà di oggetti che stanno cambiando la loro posizione rispetto ad un punto di riferimento.

Momento angolare è una proprietà di oggetti che stanno cambiando l'angolo del loro vettore di posizione rispetto ad un punto di riferimento.

Conservazione

Momento lineare di un sistema di particelle è conservato fino a quando non c'è forza risultante sul sistema.

Momento angolare di un sistema di particelle è conservato fino a quando non c'è coppia risultante sul sistema.

Tasso di cambio

Il tasso di cambiamento di momento lineare di un sistema di particelle è uguale alla forza risultante che agisce sul sistema.

Il tasso di cambiamento di momento angolare di un sistema di particelle è uguale alla coppia risultante che agisce sul sistema.

Unità SI

Momento lineare è misurato in unità di kg m2 S-1.

Momento angolare è misurato in unità di kg m2 S-1.