角動量守恒原理
角動量有方向和大小,而且都是守恒的。特定相互作用的角動量變化稱為角沖量,也稱旋轉。與線性動量守恒類似,如果沒有外力矩,角動量守恒。不同的是,角動量取決于選擇原點的位置,因為粒子的位置是從原點測量的。
角動量守恒原理
角動量守恒原理又稱角動量守恒定律,是指在不受外力作用或所受全部外力對某定點或定軸的主矩始終等于零時,質點系對該點或該軸的動量矩,即角動量保持不變。
角動量守恒實質上對應著空間旋轉不變性。例如,在圓盤上走動的人會使圓盤沿反時針方向轉動,使兩者角動量之和為零,保持和原來兩者都靜止時的值一樣。
在天文學中,由于太陽系中的行星受到太陽的萬有引力這一有心力,由于萬有引力對太陽這個參考點力矩為零,所以他們以太陽為參考點的角動量守恒。角動量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一,也是微觀物理學中的重要基本規律。
軌道力學中的角動量
在軌道力學計算中,質量通常并不重要,因為物體的運動是由重力決定的。系統的主體通常比周圍運動的任何物體都大得多,因此可以忽略較小物體對其的引力影響。
實際上,它保持恒定的速度。無論質量如何,所有物體的運動都以相同的方式受到重力的影響,因此在相同的條件下,所有物體的運動方式大致相同。
角動量守恒原理的應用
角動量守恒用于分析中心力運動。行星和衛星軌道上的引力就是這種情況,其中引力總是指向主星體,而繞軌道運行的天體在圍繞主星體移動時通過交換距離和速度來守恒角動量。
對于行星來說,角動量分布在行星的自轉和軌道公轉之間,并且這些角動量經常通過各種機制進行交換。由于月球對地球施加的潮汐扭矩,地月系統中的角動量守恒導致角動量從地球轉移到月球。這反過來導致地球自轉速度減慢,約為每天65.7納秒,并導致月球軌道半徑逐漸增加,約為每年3.82厘米。