Угловые величины как векторы

Физика > Угловые величины как векторы

Направленность угловых величин (угловые скорость и момент) вычисляется техникой правой руки.

Задача обучения

• Вычислить направленность вектора по правилу правой руки.

Основные пункты

• Угловые скорость и момент выступают векторными понятиями, обладающими величиной и направлением.
• Направление угловых момента и скорости расположено вертикально плоскости вращения.
• Применяйте правило, чтобы вычислить направленность угловых момента и скорости.

Термины

• Правило правой руки – если сжать пальцы, то они укажут в сторону вращения, а большой палец – на угловые скорость и момент.
• Угловой момент – векторная величина, характеризующая объект в круговом перемещении. Величина приравнивается к импульсу частички, а направление установлено перпендикулярно круговому движению.
• Угловая скорость – векторное понятие объекта в движении по кругу. Величина приравнивается к скорости частички, а направление установлено перпендикулярно плоскости.

Угловые момент и скорость располагают направлением и величиной, а значит выступают векторными понятиями. Довольно сложно отследить их направление, ведь точка на вращающемся колесе постоянно меняет положение. Ось вращения – единственное место с фиксированным направлением и именно на ней можно вычислить направление угловых момента и скорости.

Вообразите себе ось вращения в виде полюса, проведенного сквозь центр колеса. Он проходит с обеих сторон. В зависимости от расположения наблюдателя, обороты осуществляются по часовой стрелке или против нее. Подобное влияние перспективы негативно сказывается на попытках определить угол поворота.

Однако есть стандарт для измерения, который согласовывает эти типы величин. Речь идет о правиле правой руки.

На (а) видно, что диск совершает обороты в обратном направлении часовой стрелки, если смотреть на все сверху. На (b) – правило правой руки. Чтобы найти направление угловых скорости (ω) и момента (L), сожмите пальцы правой руки. Большой палец укажет на нужное направление, а пальцы – направление вращения

Правило правой руки срабатывает каждый раз, когда вы ищите направленность угловых скорости или момента. Вернемся к вращающему диску. Представьте, что правая рука хватает полюс, где четыре пальца идут в сторону вращения, а большой палец укажет на ось (перпендикулярна другим пальцам). Так вы отыщите угловые скорость (ω) и момент (L) и не попадетесь на обман перспективы.

---