Natuurkunde uitleg Beweging 15: Impuls (Mei 2024)
Hoekig momentumeigenschap die de roterende traagheid kenmerkt van een object of systeem van objecten die in beweging zijn rond een as die al dan niet door het object of systeem gaat. De aarde heeft een orbitaal impulsmoment vanwege haar jaarlijkse omwenteling rond de zon en een draai impulsmoment vanwege haar dagelijkse rotatie om haar as. Het impulsmoment is een vectorgrootheid die de specificatie van zowel een magnitude als een richting vereist voor de volledige beschrijving. De grootte van de impulsmoment van een baanobject is gelijk aan zijn lineaire impuls (product van zijn massa m en lineaire snelheid v) maal de loodrechte afstand r van het rotatiecentrum tot een lijn getrokken in de richting van zijn onmiddellijke beweging en passeren door het zwaartepunt van het object, of gewoon mvr. Aan de andere kant moet voor een draaiend object het impulsmoment worden beschouwd als de som van de hoeveelheid mvr voor alle deeltjes waaruit het object bestaat. Het impulsmoment kan equivalent worden geformuleerd als het product van I, het traagheidsmoment en ω, de hoeksnelheid, van een roterend lichaam of systeem, of gewoon Iω. De richting van de impulsmomentvector is die van de rotatieas van het gegeven object en wordt aangeduid als positief in de richting waarin een rechterschroef zou bewegen als hij op dezelfde manier zou worden gedraaid. Geschikte MKS- of SI-eenheden voor impulsmoment zijn kilogram vierkante meters per seconde (kg-m2 / sec).
mechanica: impulsmoment en koppel
Een deeltje met massa m en snelheid v heeft een lineair momentum p = mv. Het deeltje
Voor een bepaald object of systeem geïsoleerd van externe krachten is het totale impulsmoment een constante, een feit dat bekend staat als de wet van behoud van impulsmoment. Een stijf draaiend object blijft bijvoorbeeld draaien met een constante snelheid en met een vaste oriëntatie, tenzij beïnvloed door de toepassing van een extern koppel. (De mate van verandering van het impulsmoment is in feite gelijk aan het toegepaste koppel.) Een kunstschaatser draait sneller, of heeft een grotere hoeksnelheid ω, wanneer de armen naar binnen worden getrokken, omdat deze actie het traagheidsmoment vermindert Terwijl het product Iω, het impulsmoment van de schaatser, constant blijft. Vanwege het behoud van zowel de richting als de omvang, blijft een ronddraaiend gyrokompas in een vliegtuig gefixeerd in zijn oriëntatie, onafhankelijk van de beweging van het vliegtuig.
Voor de uitbreiding van de conceptie van orbitaal en spin-impulsmoment tot analoge eigenschappen van subatomaire deeltjes zoals elektronen, zie spin. Zie ook momentum.
