动量矩守恒定律
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爱扬教育
2022-01-19
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动量矩这一概念是经典物理学里面的重要组成部分,角动量的研究主要是对于物体的转动方面,并且可以延伸到量子力学以、原子物理及天体物理等方面。
动量矩可从另一侧面反映物体运动的规律。事实上,角动量不但能描述宏观物体的运动,而且在近代物理理论中,角动量对于表征状态也必不可少。角动量守恒定律在经典物理学、运动生物学、航空航天技术等领域中的应用非常广泛。角动量在20世纪已成为继动量和能量之外的力学中的重要概念之一。
在现行的普通物理教材中,力学中的三大守恒定律,即动量守恒定律、动量矩守恒定律和机械能守恒定律。现代物理学业已证明这些守恒定律是和时空对称性相联系的:动量守恒定律与空间平移对称性相联系;动量矩守恒定律与空间转动对称性相联系;能量守恒定律与时间平移对称性相联系。由上述对称性可导出相应的守恒定律,进一步导出牛顿运动定律。
动量矩守恒条件:又名角动量守恒,合外力矩为零,合外力不一定为零。描述物体运动状况的有2条路线,牛顿发展的是动量变化等于合外力与时间乘积。莱布尼兹发展的动能的变化是合外力与位移乘积。2条发展路线争论了好多年,最后才知道2条路线都可以描述物体运动状态。但是,后来发现动量不能描述旋转物体的状态,一个静止的圆盘和一个旋转圆盘,他们动量都为0,但是一个物体静止一个物体旋转无法区分,所以用角动量来描述物体的状态,产生角动量守恒定律。