Vad är bevarande av vinkelmoment?

Bevarandet av vinkelmomentet är ett grundläggande begrepp i fysiken, tillsammans med bevarandet av energi och bevarande av linjärt momentum. Den säger att systemets totala vinkelmoment måste förbli densamma, vilket betyder att det är bevarat. Vinkelmoment är en vektoregenskap, vilket innebär att den definieras av både en magnitud och en riktning, så att bevarande av vinkelmomentet också involverar vektorer.

Bevarande av vinkelmomentet gäller system där det totala vridmomentet som appliceras är 0. Vridmoment är rotationskraft, såsom en vridning. För att bestämma om bevarande av vinkelmoment tillämpas summeras summan av vinkelmomentema i systemet före och efter en förändring tillsammans. Om vinkelmomentet efter förändringen minus det innan förändringen är lika med 0, bevarades vinkelmomentet.

Vinkelmoment, ofta representerat av bokstaven L i ekvationer, är en egenskap av tröghetsmomentet och ett objekts vinkelhastighet. Tröghetsmomentet, vanligtvis representerat av bokstaven I, är ett mått på ett objekts motstånd mot rotationsförändringar. Det är en funktion av objektets massa och form. Enheterna för ett tröghetsmoment är masstider, men den exakta formeln för tröghetsmomentet beror på objektets form. Fysiska och tekniska läroböcker innehåller ofta ett diagram med formler för tröghetsmomentet för vanliga objektformer för att hjälpa till i beräkningar.

Objektets vinkelhastighet mäts i radianer per sekund och representeras vanligtvis av den grekiska bokstaven omega. Det beräknas genom att dela komponenten i hastighetsvektorn som är vinkelrätt mot rörelsens radie med radien. I praktiken uppnås resultatet ofta genom att multiplicera hastigheten på hastighetsvektorn med sinus för vektorns vinkel och dividera med radiens storlek.

För att hitta ett objekts vinkelmoment multipliceras tröghetsmomentet med vinkelhastigheten. Eftersom båda är vektorkvantiteter måste bevarandet av vinkelmomentet också involvera en vektorkvantitet. Vektormultiplikation utförs för att beräkna vinkelmomentet, L = I * w.

Om objektet för vilket vinkelmomentet beräknas är en mycket liten partikel kan det beräknas med ekvationen L = m * v * r. I denna ekvation är m partikelns massa, v är komponenten i hastighetsvektorn som är vinkelrätt mot rörelsesradie, och r är radieens längd. Kvantiteterna i denna ekvation är alla skalära och ett positivt tecken eller negativt tecken används för att indikera rotationsriktningen.