Kľúčový rozdiel medzi lineárnou hybnosťou a uhlovou hybnosťou je v tom, že výraz lineárna hybnosť opisuje objekt pohybujúci sa po priamej dráhe, zatiaľ čo výraz uhlová hybnosť opisuje objekt s uhlovým pohybom.
Uhlová hybnosť a lineárna hybnosť sú dva veľmi dôležité pojmy v mechanike. Tieto dva koncepty hrajú dôležitú úlohu vo väčšine oblastí dynamiky.
Čo je lineárna hybnosť?
Lineárna hybnosť je veľmi dôležitá vlastnosť pohybujúceho sa objektu. Pojem lineárna hybnosť môžeme použiť na označenie objektu pohybujúceho sa po priamej dráhe. Hybnosť objektu sa rovná hmotnosti objektu vynásobenej rýchlosťou objektu (p=mv). Keďže hmotnosť je skalárna, lineárna hybnosť je vektor, ktorý má rovnaký smer ako rýchlosť.
Jedným z najdôležitejších zákonov týkajúcich sa hybnosti je druhý Newtonov pohybový zákon. Uvádza, že čistá sila pôsobiaca na objekt sa rovná rýchlosti zmeny hybnosti. Keďže hmotnosť je v nerelativistickej mechanike konštantná, rýchlosť zmeny lineárnej hybnosti sa rovná hmotnosti vynásobenej zrýchlením objektu (μ=ma).
Najdôležitejším odvodením z tohto zákona je zákon zachovania lineárnej hybnosti. To znamená, že ak je sila pôsobiaca na systém nulová, celková lineárna hybnosť systému zostáva konštantná. Navyše, lineárna hybnosť je zachovaná aj v relativistických mierkach. Okrem toho lineárna hybnosť závisí od hmotnosti objektu aj od zmeny časopriestorových súradníc objektu.
Čo je uhlová hybnosť?
Uhlová hybnosť popisuje objekt s uhlovým pohybom. Aby sme definovali moment hybnosti, musíme najprv vedieť, čo je moment zotrvačnosti. Moment zotrvačnosti objektu je vlastnosť, ktorá závisí od hmotnosti objektu aj od rozloženia hmoty z miesta, kde moment zotrvačnosti meriame. Ak sa celková hmotnosť rozloží bližšie k osi otáčania, moment zotrvačnosti je nižší. Ak sa však hmota rozprestiera ďaleko od osi, moment zotrvačnosti je vyšší.
Obrázok 01: Zmena uhlovej hybnosti s rôznym momentom zotrvačnosti
Moment hybnosti objektu je súčinom momentu zotrvačnosti a uhlovej rýchlosti objektu (L=Iω). Uhlová rýchlosť je vektor. Smer uhlovej rýchlosti môžeme určiť podľa zákona o vývrtke vpravo. Keďže moment zotrvačnosti je skalárny, moment hybnosti je vektor so smerom kolmým na rovinu rotácie, ktorý môžeme určiť pravidlom pravej vývrtky. Aby sme zmenili moment hybnosti systému, musíme použiť vonkajší krútiaci moment. Rýchlosť zmeny momentu hybnosti je úmerná krútiacemu momentu, ktorý aplikujeme. Ak neexistuje žiadny vonkajší krútiaci moment, moment hybnosti uzavretého systému sa zachová.
Aký je rozdiel medzi lineárnou hybnosťou a uhlovou hybnosťou?
Lineárna hybnosť je súčinom hmotnosti systému vynásobenej jeho rýchlosťou, zatiaľ čo uhlová hybnosť je rotačným ekvivalentom lineárnej hybnosti. Kľúčový rozdiel medzi lineárnou hybnosťou a uhlovou hybnosťou je v tom, že termín lineárna hybnosť opisuje objekt pohybujúci sa po priamej dráhe, zatiaľ čo termín uhlová hybnosť opisuje objekt s uhlovým pohybom.
Jednotkou merania lineárnej hybnosti je kgm/s, zatiaľ čo jednotkou merania uhlovej hybnosti je kgm2rad/s. Toto je tiež významný rozdiel medzi lineárnou hybnosťou a uhlovou hybnosťou. Navyše rovnica lineárnej hybnosti je p=mv, kde p je lineárna hybnosť, m je hmotnosť pohybujúceho sa objektu a v je rýchlosť pohybu. Zatiaľ čo rovnica momentu hybnosti je L=Iω, kde L je moment hybnosti, I je moment zotrvačnosti a ω je uhlová rýchlosť.
Summary – Linear Momentum vs Angular Momentum
V skratke, lineárna hybnosť a uhlová hybnosť sú dôležité pojmy vo fyzike na opis pohybu objektu. Kľúčový rozdiel medzi lineárnou hybnosťou a uhlovou hybnosťou je v tom, že pojem lineárna hybnosť sa používa pre objekt pohybujúci sa po priamej dráhe, zatiaľ čo pojem uhlová hybnosť sa používa pre objekt s uhlovým pohybom.
