Τι συμβαίνει με τη γωνιακή ταχύτητα ενός αντικειμένου καθώς αρχίζει να μειώνεται σε μέγεθος;
Διατήρηση της γωνιακής ορμής
Η βασική αρχή που παίζει εδώ είναι η Διατήρηση της γωνιακής ορμής . Αυτό σημαίνει ότι, ελλείψει εξωτερικών ροπών, η συνολική γωνιακή ορμή ενός συστήματος παραμένει σταθερή.
* γωνιακή ορμή (l): Ένα μέτρο της τάσης ενός αντικειμένου να περιστρέφεται. Εξαρτάται από τη μάζα του αντικειμένου, τη διανομή μάζας και τη γωνιακή ταχύτητα.
* Γωνιακή ταχύτητα (ω): Πόσο γρήγορα ένα αντικείμενο περιστρέφεται, μετράται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο.
Η σχέση
Η γωνιακή ορμή (L) υπολογίζεται ως:
* l =iω
Οπου:
* i είναι η στιγμή της αδράνειας (ένα μέτρο για το πόσο ανθεκτικό είναι ένα αντικείμενο για τις αλλαγές στην περιστροφή του)
Τι συμβαίνει όταν το μέγεθος μειώνεται
Όταν ένα αντικείμενο συρρικνώνεται σε μέγεθος, η στιγμή της αδράνειας (i) μειώνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η μάζα κατανέμεται πιο κοντά στον άξονα περιστροφής.
Για τη διατήρηση της γωνιακής ορμής (L), καθώς μειώνεται, η γωνιακή ταχύτητα (ω) πρέπει αύξηση για να αντισταθμίσετε.
με απλούστερους όρους:
Σκεφτείτε έναν σκίτσο που τραβά τα χέρια τους κοντά στο σώμα τους κατά τη διάρκεια μιας περιστροφής. Μειώνοντας τη στιγμή της αδράνειας τους, περιστρέφονται πολύ πιο γρήγορα.
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Χωρίς εξωτερικές δυνάμεις: Αυτό το αποτέλεσμα συμβαίνει μόνο όταν δεν υπάρχουν εξωτερικές δυνάμεις που ενεργούν στο αντικείμενο για να αλλάξουν τη γωνιακή του ορμή.
* Τύποι συρρίκνωσης: Ο τρόπος με τον οποίο το αντικείμενο συρρικνώνεται. Εάν η μάζα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη, η μεταβολή της γωνιακής ταχύτητας είναι προβλέψιμη. Εάν η μάζα αναδιαμορφωθεί άνισα, οι αλλαγές θα μπορούσαν να είναι πιο περίπλοκες.
Παράδειγμα:
Ένας περιστρεφόμενος σκέιτερ πάγου τραβάει τα χέρια τους. Η στιγμή της αδράνειας μειώνεται και περιστρέφονται γρηγορότερα για να διατηρήσουν τη γωνιακή τους ορμή.
