Шугаман импульс ба өнцгийн импульсийн гол ялгаа нь шугаман импульс гэдэг нь шууд замаар хөдөлж буй биетийг тодорхойлдог бол өнцгийн импульс гэдэг нэр томъёо нь өнцгийн хөдөлгөөнтэй биетийг дүрсэлдэгт оршино.
Өнцгийн импульс ба шугаман импульс нь механикийн маш чухал хоёр ойлголт юм. Эдгээр хоёр ойлголт нь динамикийн ихэнх салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Шугаман импульс гэж юу вэ?
Шугаман импульс нь хөдөлж буй объектын маш чухал шинж чанар юм. Шугаман импульс гэдэг нэр томъёог шууд замаар хөдөлж буй объектыг тодорхойлоход ашиглаж болно. Биеийн импульс нь тухайн биетийн массыг тухайн биетийн хурдаар үржүүлсэнтэй тэнцүү байна (p=mv). Масс нь скаляр тул шугаман импульс нь хурдтай ижил чиглэлтэй вектор юм.
Импульсийн талаархи хамгийн чухал хуулиудын нэг бол Ньютоны хөдөлгөөний хоёр дахь хууль юм. Энэ нь объектод үйлчлэх цэвэр хүч нь импульсийн өөрчлөлтийн хурдтай тэнцүү байна гэж заасан. Харьцангуй бус механик дээр масс тогтмол байдаг тул шугаман импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь тухайн объектын хурдатгалд (μ=ma) үржүүлсэн масстай тэнцүү байна.
Энэ хуулиас гарсан хамгийн чухал зүйл бол шугаман импульс хадгалагдах хууль юм. Энэ нь систем дээрх цэвэр хүч тэг байвал системийн нийт шугаман импульс тогтмол хэвээр байна гэсэн үг юм. Түүнээс гадна шугаман импульс харьцангуй хэмжигдэхүүнд ч хадгалагдана. Цаашилбал, шугаман импульс нь тухайн объектын масс болон орон зай-цаг хугацааны координатын өөрчлөлтөөс хамаарна.
Өнцгийн момент гэж юу вэ?
Өнцгийн импульс нь өнцгийн хөдөлгөөнтэй объектыг дүрсэлдэг. Өнцгийн импульсийг тодорхойлохын тулд эхлээд инерцийн момент гэж юу болохыг мэдэх хэрэгтэй. Объектын инерцийн момент нь тухайн объектын масс болон бидний инерцийн моментийг хэмждэг газраас массын тархалтаас хамаардаг шинж чанар юм. Хэрэв нийт масс нь эргэлтийн тэнхлэгт ойртох юм бол инерцийн момент бага байна. Харин масс тэнхлэгээс хол тархвал инерцийн момент их байна.
Зураг 01: Инерцийн өөр момент бүхий өнцгийн импульсийн өөрчлөлт
Биеийн өнцгийн импульс нь тухайн биетийн инерцийн момент ба өнцгийн хурдны үржвэр юм (L=Iω). Өнцгийн хурд нь вектор юм. Бид өнцгийн хурдны чиглэлийг баруун талын штопорын хуулиар тодорхойлж болно. Инерцийн момент нь скаляр тул өнцгийн импульс нь эргэлтийн хавтгайд перпендикуляр чиглэлтэй вектор бөгөөд үүнийг баруун гарын штопорын дүрмээр шийдэж болно. Системийн өнцгийн импульсийг өөрчлөхийн тулд бид гадны эргэлтийг ашиглах ёстой. Өнцгийн импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь бидний хэрэглэж буй эргүүлэх моменттой пропорциональ байна. Хэрэв гадны эргэлт байхгүй бол хаалттай системийн өнцгийн импульс хадгалагдана.
Шугаман импульс ба өнцгийн момент хоёрын ялгаа юу вэ?
Шугаман импульс нь системийн массыг хурдаар үржүүлсэн үржвэр бөгөөд өнцгийн импульс нь шугаман импульсийн эргэлтийн эквивалент юм. Шугаман импульс ба өнцгийн импульс хоёрын гол ялгаа нь шугаман импульс гэдэг нь шууд замаар хөдөлж буй биетийг тодорхойлдог бол өнцгийн импульс гэдэг нэр томъёо нь өнцгийн хөдөлгөөнтэй биетийг тодорхойлдогт оршино.
Шугаман импульсийн хэмжилтийн нэгж кгм/с бол өнцгийн импульсийн хэмжүүр кгм2рад/с байна. Тиймээс энэ нь шугаман импульс ба өнцгийн импульсийн хоорондох мэдэгдэхүйц ялгаа юм. Түүнчлэн шугаман импульсийн тэгшитгэл нь p=mv бөгөөд p нь шугаман импульс, m нь хөдөлж буй объектын масс, v нь хөдөлгөөний хурд юм. Харин өнцгийн импульсийн тэгшитгэл нь L=Iω бол L нь өнцгийн импульс, I нь инерцийн момент, ω нь өнцгийн хурд юм.
Хураангуй – Шугаман импульс ба өнцгийн момент
Товчхондоо шугаман импульс ба өнцгийн импульс нь биетийн хөдөлгөөнийг тодорхойлох физикийн чухал ойлголтууд юм. Шугаман импульс ба өнцгийн импульс хоёрын гол ялгаа нь шулуун замаар хөдөлж буй объектод шугаман импульс, харин өнцгийн импульс нь өнцгийн хөдөлгөөнтэй объектод хэрэглэгддэг явдал юм.
