牛顿是何如证明角动量守恒的
问题描述:
牛顿是何如证明角动量守恒的
答
角动量在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关的物理量.
角动量在经典力学中表示为到原点的位移和动量的叉乘,通常写做L .角动量是矢量.
L= r times p (times 表示乘,即L=r*p)
其中,r表示质点到原点的位移,L表示角动量.p 表示动量.
在不受外界作用时,角动量是守恒的.
角动量在量子力学中与角度是一对共轭物理量.
角动量守恒,又称角动量守恒定律 是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变.dL/dt=r×F当方程右边力矩为零时,可知角动量不随时间变化.角动量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一,角动量的守恒实质上对应着空间旋转不变性.
根据刚体定轴转动的角动量定理,若刚体绕定轴转动时所受的合外力矩为零,即在刚体作定轴转动时,如果它所受外力对轴的合外力为零(或不受外力矩作用),则刚体对同轴的角动量保持不变.这就是刚体定轴转动的角动量守恒定律.此原理多用于天文学,天体运行时自转不变.
(1)单个刚体对定轴的转动惯量I保持不变,若所受外力对同轴的合外力矩M为零,则该刚体对同轴的角动量是守恒的,即任一时刻的角动量应等于初始时刻的角动量 .这时,物体绕定轴作匀角速转动.
(2)当物体绕定轴转动时,如果它对轴的转动惯量是可变的,则在满足角动量守恒的条件下,物体的角速度随转动惯量I的改变而变,但两者之乘积却保持不变.如芭蕾舞演员表演时就是这样.(3)人手持哑铃在转台上的*转动属于系统绕定轴转动的角动量守恒定律的特例.因为人,转台和一对哑铃的重力以及地面对转台的支承力皆平行于转轴,不产生力矩,M=0,故系统的角动量应始终保持不变.
摘自 搜搜问问