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작성일 : 24-06-06 12:34

11장 각운동량 보존

글쓴이 : ss

11장 문제 9번과 10번에서 힘과 선속력의 방향이 직각이면 힘이 선속력에 영향을 주지 않고 각속력도 영향을 받지 않아서 각운동량이 보존된다고 하셨는데, 계에 외력이 0이면 선운동량이랑 각운동량은 항상 보존되는거 아닌가요?
각운동량이 보존되는 이유를 왜 이렇게 설명하신 건지 궁금합니다.



만렙물리학 24-06-06 12:57 원운동은 가속운동이므로 구심력이 필요합니다. 계를 운동하는 질량으로 한정한다면 이 질량에는 힘(외력)이 작용하고 있기는 한 것이죠. 다만, 그 힘이 운동방향에 직각이므로 선속력에 영향을 주지 않습니다. 즉 힘이 일을 해주지 않는 것이죠. 물론 타원운동일 때는 힘과 운동방향이 직각이 아닐 때 cos의 각도에 따라 예각일 때는 양의 일, 둔각일 때는 음의 일을 해서 속력이 증감하기도 합니다. 또 이 힘은 원운동이든 타원운동이든 회전축의 중심을 향하므로 토크로 작용하지 않아 각운동량이 보존됩니다. 타원운동일 때 선속력이 변할 수 있고 그에 따라 각속력도 변할 수 있습니다만 면적속도일정의 법칙에서 살펴본 것과 같이 각운동량은 상수가 됩니다. 토크가 0이라는 말과 같은 얘기죠. 문제해설에서 원운동만 다뤄서 설명이 조금 부실했던 것 같은데 위의 설명을 바탕으로 이해하시면 되겠습니다. 그럼 열공하세요~ 원운동은 가속운동이므로 구심력이 필요합니다. 계를 운동하는 질량으로 한정한다면 이 질량에는 힘(외력)이 작용하고 있기는 한 것이죠. 다만, 그 힘이 운동방향에 직각이므로 선속력에 영향을 주지 않습니다. 즉 힘이 일을 해주지 않는 것이죠. 물론 타원운동일 때는 힘과 운동방향이 직각이 아닐 때 cos의 각도에 따라 예각일 때는 양의 일, 둔각일 때는 음의 일을 해서 속력이 증감하기도 합니다. 또 이 힘은 원운동이든 타원운동이든 회전축의 중심을 향하므로 토크로 작용하지 않아 각운동량이 보존됩니다. 타원운동일 때 선속력이 변할 수 있고 그에 따라 각속력도 변할 수 있습니다만 면적속도일정의 법칙에서 살펴본 것과 같이 각운동량은 상수가 됩니다. 토크가 0이라는 말과 같은 얘기죠. 문제해설에서 원운동만 다뤄서 설명이 조금 부실했던 것 같은데 위의 설명을 바탕으로 이해하시면 되겠습니다. 그럼 열공하세요~