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角动量公式是什么?

发布日期:2025-04-13

角动量(angular momentum)在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关的物理量。它的公式在不同情境下有不同的表达形式:

质点的角动量

对于一个质量为 mm 的质点,以速度 v\vec{v}

相对于参考点 OO 运动,位置矢量为 r\vec{r}

(从参考点 OO 指向质点),则质点相对于参考点 OO 的角动量 L\vec{L}

定义为:
L=r×mv\vec{L}=\vec{r}\times m\vec{v}

=r

×mv


这是一个矢量叉乘运算,角动量 L\vec{L}

的大小为 L=rmvsinθL = r m v \sin\theta,其中 θ\thetar\vec{r}

v\vec{v}

之间的夹角。角动量的方向遵循右手螺旋定则:右手四指从 r\vec{r}

方向沿小于 180180^{\circ} 的角转向 v\vec{v}

方向,此时大拇指所指的方向就是角动量 L\vec{L}

的方向。

刚体绕定轴转动的角动量

对于绕固定轴转动的刚体,设刚体对该轴的转动惯量为 II,角速度为 ω\omega,则刚体绕定轴转动的角动量 LL 为:
L=IωL = I\omega
这里的转动惯量 II 是描述刚体转动惯性大小的物理量,与刚体的质量分布以及转轴的位置有关;ω\omega 是刚体转动的角速度,单位是弧度每秒(rad/s)。

角动量是描述物体转动状态的重要物理量,在经典力学、天体物理学等多个领域都有重要应用,并且角动量守恒定律是自然界的基本规律之一。

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