Закон сохранения момента импульса

Момент импульса характеризует инерционность вращательного движения. Простейшим примером вращательного движения является движение планеты по круговой орбите вокруг Солнца. В этом случае момент импульса плане \(L = m\upsilon r\). Для круговой орбиты и скорость, и радиус остаются неизменными, поэтому сохранение момента импульса очевидно. Однако момент импульса сохраняется и при движении какого-либо космического тела, например кометы, по вытянутой эллиптической орбите. В этом случае момент импульса определяется по формуле \(L = m\upsilon r\sinα\), где α - угол между вектором скорости тела и направлением на Солнце.

Из закона сохранения момента импульса следует, что при приближении кометы к Солнцу (\(r\) уменьшается) скорость кометы увеличивается.

Момент импульса системы тел определяется как сумма моментов импульса каждого из тел.

Закон сохранения момента импульса позволяет фигуристу быстро увеличить скорость вращения, прижимая руки к телу. (Попробуйте объяснить это самостоятельно, используя выражение для момента импульса.)

Огромную роль играет закон сохранения момента импульса в процессах, происходящих в микромире. Все частицы микромира, как составные, так и элементарные, обладают моментом импульса. Причем у элементарных частиц момент импульса, связанный с «вращением вокруг своей оси», который называется спином, всегда кратен значению \(h/(4\pi)\). Кавычки в данном случае означают, что это вращение нельзя наблюдать иначе как только через проявление момента импульса. Закон сохранения момента импульса в значительной степени ограничивает разнообразие химических и ядерных реакций.

Момент импульса сохранения для замкнутой системы или в случае, когда внешние силы, действующие на тела системы, направлены к какому-либо центру.

Читать далее