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Momento angular

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A spinning masa bienes de angular momentum y conservación de angular momentum en giro dynamics problemas central.

Como se explica en otro video de esta colección, ímpetu linear de un objeto no cambia, que es Δp es cero hasta que se aplica una fuerza externa neta.

El mismo principio de conservación se aplica al ímpetu angular, denotado por la letra L. Así que ΔL también es cero hasta que se aplica un esfuerzo de torsión externo neto.

Aquí, en primer lugar explicaremos el concepto de ímpetu angular y mostrar cómo es conservada mediante diferentes ejemplos. Entonces el video demostrará una medida que de experimento de laboratorio del ímpetu angular para una caña de spinning.

Para entender el momento angular, consideremos una pelota a cadena sometidos a un movimiento de rotación alrededor de un eje. La magnitud del ímpetu angular de esta bola 'L' es r - el radio del círculo - veces p, que es el impulso de traslación. Ahora p es la masa velocidad, donde la velocidad es la velocidad tangencial de las épocas. La velocidad tangencial es la velocidad angular 'ω' veces r. La dirección del momento angular viene dado por la regla derecha. Si el enrollamiento de los dedos de la mano derecha en el sentido de rotación, entonces el pulgar extendido apunta en la dirección del ímpetu angular del sistema.

Basado en esta fórmula y el principio de conservación del ímpetu angular, podemos predecir que en ausencia de esfuerzo de torsión externo neto, si se reduce r ω aumentaría, y si se aumenta r ω disminuiría.

Este principio de conservación del ímpetu angular es evidente en patinaje. La Brazos a skater Rota en un speed y Como traen SUS arms en la giro speed aumenta significativamente.

Ahora que hemos repasado el principio de conservación del ímpetu angular, vamos a ver en acción en un laboratorio de física. Para la primera demostración, siéntese en una silla que puede girar libremente y aguantar dos pesos con el extendido brazo. Pregunte a otra persona para hacer girar la silla. Mientras giro, llevar las pesas cerca del pecho y notar como aumenta la velocidad de la silla de la rotación.

Como el patinador de hielo girando, cuando los pesos se llevan a cabo lejos del cuerpo, la persona en la silla tiene un alto momento de inercia debido a un relativamente mayor r. Traer el peso cerca del cuerpo reduce el momento de la inercia del sistema, y así debido a conservación del ímpetu angular, la velocidad de rotación aumenta.

Para la segunda demostración, otra vez se sientan en una silla que puede girar libremente y celebrar una rueda de bicicleta por las asas para que su eje es vertical. Luego girar la rueda hacia la izquierda, manteniendo la silla estacionaria. Por la regla derecha, la dirección del vector de momento angular de la rueda es vertical, hacia arriba.

Girar la rueda por lo que está girando hacia la derecha cuando el eje es vertical otra vez. Ahora su momento angular apunta hacia abajo. Observe cómo la silla gira en respuesta.

La rueda de la bicicleta, la persona y la silla conforman un sistema de varios objetos. Cuando gira la rueda solo, este sistema tiene un cierto ímpetu angular total. Aunque el titular de la rueda aplica un esfuerzo de torsión para Dale la vuelta, este par se origina en el sistema y el esfuerzo de torsión externo neto es cero.

No par externo aplicado, el momento angular se conserva, lo que significa que no cambia. La rueda de los bancos invierte la dirección de su momento angular. Para mantener la cantidad total del ímpetu angular en el sistema de conservación, la persona y la silla deben girar, para que su vector momento angular combinado se opone a la de la rueda.

Como resultado, el ímpetu angular total de la persona, silla y ruedas giradas debe tener la misma magnitud y en la misma dirección que el ímpetu angular de la rueda en su posición original.

A continuación, vamos a ver un experimento de medida del momento angular de un eje de giro. Para esto, un peso cae tira una cadena que se enrolla alrededor de un eje. La magnitud del par resultante es la tensión de la cadena veces el radio del eje. Este par de vueltas del eje, causando la aceleración rotacional de la barra que se le atribuye. Momento de inercia de la varilla se puede calcular de la masa M y longitud L.

Aceleración angular de la varilla giro es igual a este par que divididos por momento de inercia de la varilla. Con esta información, es posible calcular la velocidad angular en cualquier momento de las ecuaciones de cinemática rotacional.

CON la momento de inercia y angular velocity, spinning rod angular momentum se ser Determina en DOS: cuando PESO cayó halfway y cuando Final de carrera ha alcanzado.

Antes de comenzar el experimento, medir la longitud y la masa de la varilla y luego calcular su momento de inercia. Utilice un palo medidor para determinar el punto medio del recorrido hacia abajo del peso. Marca este punto con cinta sobre la viga vertical. Coloque 200 gramos en el extremo de la cuerda y viento hasta que el peso llegue a la parte superior.

Suelte el peso y medir la cantidad de tiempo para llegar a la mitad del recorrido y la cantidad de tiempo para llegar a la parte inferior. Registre los resultados. Hacer esto tres veces y usar los valores promedio para calcular el momento angular en ambos puntos.

Aumentar el peso en la cadena a 500 gramos. Realice el procedimiento cuatro veces y registre los resultados. Entonces aumentar el peso de 1000 gramos, repita el procedimiento y registre los resultados.

Como la masa del peso descendente aumenta, el esfuerzo de torsión y aceleración angular sobre el eje de la barra de giro deben aumentar proporcionalmente. Teóricamente, en un momento dado la velocidad angular y el momento angular deben aumentar proporcionalmente con este par.

A cualquier distancia dado que el peso había caído, el ímpetu angular de la barra de giro debería haber sido proporcional a la raíz cuadrada de la masa del peso. El experimento demostró que los ímpetus angulares con el peso de 500 gramos eran de hecho aproximadamente 1.6- o la raíz cuadrada de 5/2 veces los del peso de 200 gramos. Semejantemente, los ímpetus con el peso de 1000 gramos eran aproximadamente 1.4- o la raíz cuadrada de 2 - veces el peso de 500 gramos.

Además, para un peso dado el esfuerzo de torsión y aceleración angular deben ser constante. Bajo esta condición, velocidad angular de la varilla giro debe aumentar proporcionalmente con la raíz cuadrada de la distancia que el peso cae. La distancia final era doble de la distancia en el punto medio, por lo que el momento angular final era 1.4- o la raíz cuadrada de 2 a veces el ímpetu angular en el punto medio.

Los resultados de este experimento están de acuerdo con la teoría y confirman la relación entre el esfuerzo de torsión e ímpetu angular.

Ímpetu angular es una propiedad importante de rotar objetos y sus efectos son la base de muchos dispositivos mecánicos y actividades diarias.

Usted debe haber notado que es más fácil equilibrio en una bicicleta cuando está en movimiento. La razón de es el momento angular. Cuando las ruedas están en movimiento, tienen cierta cantidad de momento angular con dirección perpendicular a la estructura. Cuanto mayor sea el ímpetu angular más grande es el par necesario para cambiar el impulso, y por lo tanto es más difícil de volcar la moto.

Otro sistema que utiliza la conservación de ímpetu angular es helicópteros con dos rotores. Aquí el rotor delantero gira las aspas hacia la derecha y el rotor de cola gira las cuchillas hacia la izquierda. Estas rotaciones como resultado dos ímpetus angulares opuestas, que se anulan unos a otros... dando por resultado la conservación del ímpetu angular para todo el sistema. Y esto es lo que impide que el helicóptero gire fuera de control.

Sólo ha visto la introducción de Zeus al ímpetu angular. Ahora debería entender qué ímpetu angular es, cómo se conserva en varios sistemas, y cómo afecta el comportamiento de rotación de objetos. ¡Como siempre, gracias por ver!

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