7. Impulsa momenta nezūdamības likums

Ķermeni, kas veic virzes kustību, raksturo ar impulsu, kuru aprēķina pēc formulas $p=\mathit{mv}$. Rotējošo ķermeni raksturo ar impulsa momentu, kura lielumu nosaka pēc formulas $L=I\mathrm{\omega }$.

Impulsa momenta vienība SI vienību sistēmā ir $\mathit{kg}\cdot m^2\cdot s^{-1}$.

Aplūkosim rotējošo sistēmu ar diviem atsvariem, kuri var mainīt savu stāvokli attiecībā pret rotācijas ass.

Mainot attālumu starp atsvariem, sistēma rotēs ar lielāku frekvenci.

 

 

Kāpēc tas notiek? Rotējoši ķermeņi ir pakļauti impulsa momenta nezūdamības likumam: kad ķermenis rotē un uz to nedarbojas spēka moments, tad impulsa moments nemainās jeb $L=I\mathrm{\omega }=\mathit{const}$.
Ārēji spēki uz sistēmu nedarbojas, tāpēc impulsa moments nemainās atbilstoši impulsa momenta nezūdamības likumam. Samazinoties atsvaru attālumam līdz rotācijas asij, samazinās inerces moments $I=m\cdot R^2$. Lai izpildītos nezūdamības likums, jāpalielinās leņķiskajam ātrumam. Tāpēc sistēma sāk rotēt ar lielāku frekvenci.

Sportisti daiļslidošanā plaši izmanto impulsa momenta nezūdamības likumu.

 

Daiļslidotāja, veicot rotācijas kustību, var mainīt rotācijas ātrumu. Rotēšana ar piekļautām rokām notiek ar lielāku leņķisko ātrumu, bet rotēšana ar izstieptām rokām – ar mazāko.

Līdzīga situācija ir novērojama uz rotējoša diska: ar izstieptām rokām rotācijas ātrums ir mazāks, bet ar piekļautām – lielāks.

 

 
Zinātnieki uzskata, ka Saules sistēma izveidojas no rotējoša gāzu un putekļu mākoņa, kuru raksturoja noteikts impulsa moments. Kad no putekļiem sāka veidotas planētas, tad, lai saglabātos impulsa moments, arī planētai bija jārotē.

 

 Impulsa momenta nezūdamības likumu izmanto žiroskopos.

 

 

Žiroskops ir ierīce, ar kuru var noturēt orientāciju telpā. Žiroskopa darbības princips ir balstīts uz leņķiskā momenta uzturēšanu.

Ierīce sastāv no rotējošas ripas uz ass. Šī ripa, vienreiz iegriezta, neļauj mainīt tās orientāciju ripas leņķiskā momenta dēļ.

Līdzīga "uzvedība" piemīt rotējošiem vilciņiem.

 

 

Pat pārvietojoties pa slīpo plakni vilciņš saglāba orientāciju.