力矩与角动量的关系VIP专享

在物理学里，作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向,［1]称为力矩（torque）.转动力矩又称为转矩.力矩能够使物体改变其旋转运动。推挤或拖拉涉及到作用力 ，而扭转则涉及到力矩。根据国际单位制，力矩的单位是牛顿 米。本物理量非能量，因此不能以焦耳（J)作单位；力矩的表示符号是希腊字母，或。力矩与三个物理量有关：施加的作用力、从转轴到施力点的位移矢量 、两个矢量之间的夹角 .力矩以矢量方程表示为.力矩的大小为.力矩的概念,起源于阿基米德对杠杆的讨论。力矩的定义：力矩等于作用于杠杆的作用力乘以支点到力的垂直距离。假设作用力施加于位置为 的粒子.选择原点为参考点，力矩以方程定义为。力矩大小为；其中, 是两个矢量与 之间的夹角。力矩大小也可以表示为；其中,是作用力对于 的垂直重量。任何与粒子的位置矢量平行的作用力不会产生力矩。从叉积的性质，可以推论,力矩垂直于位置矢量 和作用力。力矩的方向与旋转轴平行，由右手定则决定。使 1 牛顿 米的力矩，作用 1 全转,需要恰巧焦耳的能量:。其中，是能量， 是移动的角度，单位是弧度。力矩有大小方向是矢量,与动量等道理一样,只是一个力学名称。角动量在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关的物理量,在经典力学中表示为到原点的位移和动量的叉积,通常写做.角动量是矢量.其中, 表示质点到原点的位移，表示角动量。 表示动量。而 又可写为：其中 表示杆状系统的转动惯量，ω 是角速度矢量。在不受非零合外力矩作用时,角动量是守恒的。需要注意的是，由于成立的条件不同,角动量是否守恒与动量是否守恒没有直接的联系.角动量在量子力学中与角度是一对共轭物理量. 若物体（或系统）所受外力矩和为零，则物体（系统）的角动量守恒. 例如静电力或万有引力均是径向力. 因此不会产生力矩. 行星运动的相互作用力源自于万有引力。故行星运动满足角动量守恒。 所对应的就是 开普勒行星运动定律中的第二定律.需要特别说明的是:动量, 也就是说 动量的方向和速度的方向一致。角动量守恒定律 是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变。 当方程式右边力矩为零时，可知角动量不随时间变化。角动量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一,角动量的守恒实质上对应着空间旋转不变性。例如，当考虑到太阳系中的行星受到太阳的万有引力这一有心力时，由于万有引力对太阳这个参考点力矩为零，所以他们以太阳为参考点的角动量守恒，这也说明了行星绕太阳公转...