Momen động lượng là gì?

Câu trả lời chính xác nhất:

Trong chương trình vật lý 12, mômen động lượng là một loại từ ngữ cũng khá là quen thuộc đối với các bạn học sinh. Mômen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn quanh một trục, kí hiệu là L và được cho bởi công thức tính: L = Iω Đơn vị tính: (kg.m2/s). Cùng Toploigiai tìm hiểu chi tiết hơn về momen động lượng nhé!

1. Momen động lượng là gì?

Mômen động lượng là một tính chất mô men gắn liền với vật thể trong chuyển động quay đo mức độ và phương hướng quay của vật, so với một tâm quay nhất định.

Mômen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn quanh một trục, kí hiệu là L và được cho bởi công thức tính: L = Iω Đơn vị tính :(kg.m2/s)

>>> Xem thêm: Cách tính Momen quán tính hình tròn

2. Định luật bảo toàn mômen động lượng

Nếu M= 0 thì dL=0 => L là hằng số

Định luật: Nếu tổng các momen ngoại lực tác dụng lên một vật rắn (hay hệ vật) đối với một trục bằng 0 thì momen động lượng của vật rắn (hay hệ vật) đối với trục đó được bảo toàn.

Chú ý:

- Momen động lượng của vật rắn là đại lượng véc tơ. Vì vậy khi nói tổng momen động lượng của hệ được bảo toàn thì có nghĩa cả độ lớn lẫn về phương, chiều của tổng momen động lượng được bảo toàn.

- Momen động lượng là đại lượng dương nếu vật quay theo chiều dương mà ta chọn và ngược lại.

- Momen động lượng của một vật rắn quay quanh một trục cố định sẽ thay đổi khi có momen ngoại lực tác dụng.

- Nếu tổng momen lực tác dụng lên vật bằng 0 thì tốc độ góc của vật không đổi khi momen quán tính của vật không đổi. Nếu momen quán tính tăng thì tốc độ góc giảm => vật quay chậm lại. Nếu momen quán tính giảm thì tốc độ góc tăng => vật quay nhanh.

>>> Xem thêm: Động lượng được tính bằng?

3. Momen lực

Momen lực là một đại lượng trong vật lý, ký hiệu là M. Momen lực thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể. Nó chính là khái niệm mở rộng cho chuyển động quay từ khái niệm lực chuyển động thẳng.

Quy tắc mômen lực:

Nếu muốn cho một vật có trục quay cố định luôn ở trạng thái cân bằng thì tổng của các momen lực phải có xu hướng là làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các momen lực có xu hướng làm cho vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

Biểu thức: M1=M2 hay F1d1=F2d2

Quy tắc momen lực còn được áp dụng trong cả trường hợp vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay.

4. Momen ngầu lực

Ngẫu lực được định nghĩa là hệ hai lực song song, ngược chiều nhau nhưng có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật.

Ví dụ về ngẫu lực: bạn dùng tay vặn vòi nước tức bạn đã tác động vào vòi nước một ngẫu lực.

Momen của ngẫu lực: đối với các trục quay vuông góc với mặt phẳng có chứa ngẫu lực thì momen của ngẫu lực sẽ không phụ thuộc vào vị trí trục quay và luôn luôn có giá trị:

M = F1d1 + F2d2 = F(d1+d2) = Fd

Trong đó:

- F là độ lớn của mỗi lực, đơn vị N

- d là khoảng cách giữa 2 giá của ngẫu lực hay chính là cánh tay đòn của ngẫu lực, đơn vị m

- M là momen của ngẫu lực, đơn vị N.m

Momen của ngẫu lực hoàn toàn không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

5. Ứng dụng về mô men động lượng

a. Trong tự nhiên

- Spin: Những vật lớn như 1 hành tinh hoặc nhỏ như một proton đều có 1 tính chất gọi là spin. Cũng nhừ có spin mà chúng ta có thể xem phim 3D. Spin là lượng chuyển động quay mà vật có, xét cả khối lượng và hình dạng của nó. Đây gọi là mô men động lượng của một vật.

- Sự quay của Trái Đất quanh trục: Trái đất tự quay xung quanh mình nó là theo đúng định luật bảo toàn mômen động lượng: “Nếu tổng của mômen lực tác dụng lên 1 vật rắn bằng không thì tổng của mômen động lượng của vật rắn được bảo toàn”. Như vậy, nếu một vật đang quay mà không chịu bất cứ lực nào tác động lên nó thì nó sẽ quay vĩnh viễn.

- Nghiên cứu chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời.

b. Trong cuộc sống và các lĩnh vực khoa học kỹ thuật

- Ghế Giucopxki: Ghế Giucopxki là ghế có thể quay tròng xung quanh 1 trục thẳng đứng.

- Vận động viên nhảy cầu, vũ công múa bale, trượt băng nghệ thuật.

+ Các vận động viên nhảy cầu khi nhảy từ ván cầu xuống nước có động tác ‘‘bó gối‘‘ thật chặt lúc ở trên không vì sao?

    Khi rời khỏi cầu nhảy, vận động viên có một tốc độ góc ban đầu  quanh một trục nằm ngang đi qua khối tâm. Khi vận động viên thực hiện động tác “gập người và bó gối“ thì khoảng cách giữa các phần của người và khối tâm bị thu hẹp lại, momen quán tính của người đối với trục quay đi qua khối tâm giảm đi để tăng tốc độ quay. Vì trọng lượng không gây ra momen quay quanh khối tâm nên momen động lượng của người được bảo toàn: . Kết quả là tốc độ góc  tăng lên, vận động viên xoay nhanh hơn trước và thực hiện động tác nhào lộn trên không. Lúc sắp chạm mặt nước, người này phải tăng momen quán tính bằng cách ”duỗi thẳng người” để giảm tốc độ góc. Nhờ vậy, vận động viên có thể lao xuống nước mà chỉ làm nước bắn tóe ít.

+ Trong môn trượt băng nghệ thuật, ban đầu một vận động viên trượt băng nghệ thuật hai tay dang rộng đang thực hiện động tác quay quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của người đó. Bỏ qua mọi ma sát ảnh hưởng tới sự quay. Sau đó vận động viên khép tay lại thì chuyển động quay sẽ nhanh hơn vì momen quán tính giảm (do khoảng cách giữa các phần của người và khối tâm bị thu hẹp lại).

- Sự định hướng của tàu vũ trụ

- Con quay.

-------------------------------

Trên đây, Toploigiai đã giải đáp cho các bạn về Momen động lượng là gì? và cung cấp thêm một số kiến thức bổ ích. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tốt và có thật nhiều kiến thức bổ ích để chuẩn bị cho kỳ thi sắp tới.