TP de Physique 3 : le moment cinétique (3 : la conservation du mouvement cinétique) (Mai 2024)
Moment angulaire, propriété caractérisant l'inertie rotative d'un objet ou d'un système d'objets en mouvement autour d'un axe qui peut ou non traverser l'objet ou le système. La Terre a une impulsion angulaire orbitale en raison de sa révolution annuelle autour du Soleil et une impulsion angulaire en rotation en raison de sa rotation quotidienne autour de son axe. La quantité de mouvement angulaire est une quantité vectorielle, nécessitant la spécification d'une amplitude et d'une direction pour sa description complète. La magnitude de la quantité de mouvement angulaire d'un objet en orbite est égale à sa quantité de mouvement linéaire (produit de sa masse m et de sa vitesse linéaire v) multipliée par la distance perpendiculaire r du centre de rotation à une ligne tracée dans le sens de son mouvement instantané et passant à travers le centre de gravité de l'objet, ou simplement mvr. Pour un objet en rotation, en revanche, la quantité de mouvement angulaire doit être considérée comme la somme de la quantité mvr pour toutes les particules composant l'objet. La quantité de mouvement angulaire peut être formulée de manière équivalente comme le produit de I, le moment d'inertie et ω, la vitesse angulaire, d'un corps ou système en rotation, ou simplement Iω. La direction du vecteur de moment angulaire est celle de l'axe de rotation de l'objet donné et est désignée comme positive dans la direction dans laquelle une vis de droite avancerait si elle était tournée de la même manière. Les unités MKS ou SI appropriées pour la quantité de mouvement angulaire sont les kilogrammes mètres carrés par seconde (kg-m2 / sec).
mécanique: Moment angulaire et couple
Une particule de masse m et de vitesse v a une impulsion linéaire p = mv. La particule
Pour un objet ou un système donné isolé des forces externes, le moment angulaire total est une constante, ce qui est connu comme la loi de conservation du moment angulaire. Un objet en rotation rigide, par exemple, continue de tourner à une vitesse constante et avec une orientation fixe, sauf s'il est influencé par l'application d'un couple externe. (Le taux de variation du moment angulaire est, en fait, égal au couple appliqué.) Un patineur artistique tourne plus vite, ou a une plus grande vitesse angulaire ω, lorsque les bras sont tirés vers l'intérieur, car cette action réduit le moment d'inertie I tandis que le produit Iω, l'élan angulaire du patineur, reste constant. En raison de la conservation de la direction et de l'amplitude, un gyrocompas en rotation dans un avion reste fixe dans son orientation, indépendamment du mouvement de l'avion.
Pour l'extension de la conception du moment angulaire orbital et de spin à des propriétés analogues de particules subatomiques telles que les électrons, voir spin. Voir également l'élan.
