角運動量の保存とは何ですか？

角運動量の保存は、エネルギーの保存と線形運動量の保存とともに、物理学の基本概念です。 システムの全角運動量は同じでなければならない、つまり保存されていることを示しています。 角運動量はベクトルのプロパティです。つまり、大きさと方向の両方で定義されるため、角運動量の保存にはベクトルも含まれます。

角運動量の保存は、適用される合計トルクが0のシステムに適用されます。トルクは、ねじれなどの回転力です。 角運動量の保存が適用されるかどうかを判断するには、変更前後のシステムの角運動量の合計が合計されます。 変更後の角運動量から変更前の角運動量を引いた値が0の場合、角運動量は保存されています。

角運動量は、方程式の文字Lで表されることが多く、物体の慣性モーメントと角速度の特性です。 通常、文字Iで表される慣性モーメントは、回転の変化に対するオブジェクトの抵抗の尺度です。 これは、オブジェクトの質量と形状の関数です。 慣性モーメントの単位は質量と面積の積ですが、慣性モーメントの正確な式はオブジェクトの形状に依存します。 物理学および工学の教科書には、計算を支援するために、一般的なオブジェクトの形状の慣性モーメントの式を含むチャートが含まれていることがよくあります。

オブジェクトの角速度はラジアン/秒で測定され、通常ギリシャ文字のオメガで表されます。 これは、運動半径に垂直な速度ベクトルの成分を半径で割ることによって計算されます。 実際には、速度ベクトルの大きさにベクトルの角度のサインを掛け、半径の大きさで割ることで結果が得られることがよくあります。

オブジェクトの角運動量を見つけるには、慣性モーメントに角速度を掛けます。 両方ともベクトル量であるため、角運動量の保存にはベクトル量も含まれる必要があります。 ベクトル乗算を実行して、角運動量L = I * wを計算します。

角運動量が計算されているオブジェクトが非常に小さい粒子である場合、方程式L = m * v * rを使用して計算できます。 この方程式では、mは粒子の質量、vは運動半径に垂直な速度ベクトルの成分、rは半径の長さです。 この方程式の量はすべてスカラーであり、正符号または負符号を使用して回転の方向を示します。