απορία; ΟΤΑΝ ΕΧΕΙΣ ΑΠΟΡΙΑ

4-8 ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗΣ

Όταν η συνολική εξωτερική ροπή είναι μηδέν, η στροφορμή μένει σταθερή. Η ενότητα το εφαρμόζει στη Γη, στην αθλήτρια του πατινάζ, στους ακροβάτες και στους αστέρες νετρονίων.

Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά

Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.

Άνοιγμα βιβλίου ↗

Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο, έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

  1. Στη στροφική κίνηση διατηρείται η στροφορμή, όπως η ορμή στη μεταφορική.
  2. Σε ένα σώμα: αν Στ = 0, τότε dL/dt = 0 και η L μένει σταθερή. Η Γη, που δε δέχεται ροπή από την έλξη του Ήλιου, κρατά σταθερή την ιδιοπεριστροφή της.
  3. Σε σύστημα σωμάτων: από Στεξ = dL/dt, αν η ροπή των εξωτερικών δυνάμεων είναι μηδέν, η ολική στροφορμή μένει σταθερή. Αυτή είναι η αρχή διατήρησης της στροφορμής.
  4. Αν εσωτερικές δυνάμεις αλλάξουν την κατανομή της μάζας, αλλάζουν η ροπή αδράνειας και η γωνιακή ταχύτητα, αλλά η στροφορμή μένει ίδια: I₁ω₁ = I₂ω₂.
  5. Αθλήτρια πατινάζ, ακροβάτες και καταδύτες μαζεύουν τα άκρα τους: μειώνεται το I και αυξάνεται το ω.
  6. Αστέρες νετρονίων (pulsars): άστρα που έχουν 1,4 ως 2,5 ηλιακές μάζες, στο τέλος της ζωής τους, συρρικνώνονται σε ακτίνα 15 έως 20 km. Το I μειώνεται δραματικά και φτάνουν περίπου τις 3000 στροφές το δευτερόλεπτο, ενώ ο Ήλιος κάνει μία στροφή σε 25 μέρες.
  7. Στο παράδειγμα του βιβλίου ένας άνθρωπος σε κάθισμα χωρίς τριβές κρατά βαράκια· μαζεύοντας τα χέρια μειώνει τη ροπή αδράνειας του συστήματος και στρέφεται γρηγορότερα.

Όροι

αρχή διατήρησης στροφορμής
με Στεξ = 0 η L μένει σταθερή
I₁ω₁ = I₂ω₂
σταθερή L ενώ αλλάζει το I
ιδιοπεριστροφή
περιστροφή σώματος γύρω από τον εαυτό του
σύμπτυξη των άκρων
μειώνει το I, αυξάνει το ω
αστέρας νετρονίων (pulsar)
άστρο με ακτίνα μόλις 15 έως 20 km
24 ώρες
σταθερή διάρκεια ιδιοπεριστροφής Γης
25 μέρες
περίοδος περιστροφής του Ήλιου
3000 στροφές/s
συχνότητα αστέρα νετρονίων
εσωτερικές δυνάμεις
αλλάζουν το I αλλά όχι την L
Στεξ = dL/dt
νόμος από τον οποίο βγαίνει η διατήρηση

ΠΑΙΞΕ ΤΟΤηλεπαιχνίδι · Η Σκάλα · Η Τελεία · Κρεμάλα · Ζευγάρια · όλα με την ύλη αυτού του μαθήματος.

Εξάσκηση

Συχνές απορίες

Τι λέει η αρχή διατήρησης της στροφορμής;

Όταν οι εξωτερικές δυνάμεις ενός συστήματος δίνουν συνολική ροπή μηδέν, η στροφορμή του συστήματος δεν αλλάζει. Προκύπτει από τη σχέση Στεξ = dL/dt.

Γιατί η αθλήτρια του πατινάζ γυρίζει πιο γρήγορα όταν μαζεύει τα χέρια;

Οι εξωτερικές δυνάμεις δεν της ασκούν ροπή ως προς τον άξονα, άρα το γινόμενο I·ω μένει σταθερό. Μαζεύοντας χέρια και πόδια μειώνει τη ροπή αδράνειας, οπότε η γωνιακή ταχύτητα αυξάνεται.

Γιατί η Γη γυρίζει γύρω από τον εαυτό της σε σταθερό χρόνο;

Η έλξη του Ήλιου περνά από το κέντρο μάζας της Γης και δε δημιουργεί ροπή. Έτσι η στροφορμή της ιδιοπεριστροφής διατηρείται και η διάρκειά της μένει 24 ώρες.

Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.

Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.