Η βασική διαφορά μεταξύ γραμμικής ορμής και γωνιακής ορμής είναι ότι ο όρος γραμμική ορμή περιγράφει ένα αντικείμενο που κινείται σε ευθεία διαδρομή ενώ ο όρος γωνιακή ορμή περιγράφει ένα αντικείμενο με γωνιακή κίνηση.
Η γωνιακή ορμή και η γραμμική ορμή είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες στη μηχανική. Αυτές οι δύο έννοιες παίζουν ζωτικό ρόλο στα περισσότερα πεδία της δυναμικής.
Τι είναι η Γραμμική Ορμή;
Η γραμμική ορμή είναι μια πολύ σημαντική ιδιότητα ενός κινούμενου αντικειμένου. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον όρο γραμμική ορμή για να περιγράψουμε ένα αντικείμενο που κινείται σε ευθεία διαδρομή. Η ορμή ενός αντικειμένου είναι ίση με τη μάζα του αντικειμένου πολλαπλασιαζόμενη με την ταχύτητα του αντικειμένου (p=mv). Εφόσον η μάζα είναι βαθμωτή, η γραμμική ορμή είναι ένα διάνυσμα, το οποίο έχει την ίδια κατεύθυνση με την ταχύτητα.
Ένας από τους πιο σημαντικούς νόμους σχετικά με την ορμή είναι ο δεύτερος νόμος της κίνησης του Νεύτωνα. Δηλώνει ότι η καθαρή δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο είναι ίση με το ρυθμό μεταβολής της ορμής. Εφόσον η μάζα είναι μια σταθερά στη μη σχετικιστική μηχανική, ο ρυθμός μεταβολής της γραμμικής ορμής είναι ίσος με τη μάζα πολλαπλασιαζόμενη με την επιτάχυνση του αντικειμένου (μ=ma).
Η πιο σημαντική εξαγωγή από αυτόν τον νόμο είναι ο νόμος διατήρησης της γραμμικής ορμής. Αυτό δηλώνει ότι εάν η καθαρή δύναμη σε ένα σύστημα είναι μηδέν, η συνολική γραμμική ορμή του συστήματος παραμένει σταθερή. Επιπλέον, η γραμμική ορμή διατηρείται ακόμη και σε σχετικιστικές κλίμακες. Επιπλέον, η γραμμική ορμή εξαρτάται τόσο από τη μάζα του αντικειμένου όσο και από τη χωροχρονική αλλαγή συντεταγμένων του αντικειμένου.
Τι είναι η γωνιακή ορμή;
Η γωνιακή ορμή περιγράφει ένα αντικείμενο με γωνιακή κίνηση. Για να ορίσουμε τη γωνιακή ορμή, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε ποια είναι η ροπή αδράνειας. Η ροπή αδράνειας ενός αντικειμένου είναι μια ιδιότητα που εξαρτάται τόσο από τη μάζα του αντικειμένου όσο και από την κατανομή μάζας από το σημείο που μετράμε τη ροπή αδράνειας. Εάν η συνολική μάζα κατανέμεται πιο κοντά στον άξονα περιστροφής, η ροπή αδράνειας είναι μικρότερη. Ωστόσο, εάν η μάζα απλώνεται μακριά από τον άξονα, η ροπή αδράνειας είναι μεγαλύτερη.
Εικόνα 01: Αλλαγή της γωνιακής ορμής με διαφορετική ροπή αδράνειας
Η γωνιακή ορμή ενός αντικειμένου είναι το γινόμενο της ροπής αδράνειας και της γωνιακής ταχύτητας του αντικειμένου (L=Iω). Η γωνιακή ταχύτητα είναι διάνυσμα. Μπορούμε να προσδιορίσουμε την κατεύθυνση της γωνιακής ταχύτητας με τον νόμο του δεξιού τιρμπουσόν. Δεδομένου ότι η ροπή αδράνειας είναι βαθμωτή, η γωνιακή ορμή είναι ένα διάνυσμα, με διεύθυνση κάθετη στο επίπεδο περιστροφής που μπορούμε να αποφασίσουμε με τον κανόνα του δεξιού τιρμπουσόν. Για να αλλάξουμε τη γωνιακή ορμή ενός συστήματος πρέπει να εφαρμόσουμε μια εξωτερική ροπή. Ο ρυθμός μεταβολής της γωνιακής ορμής είναι ανάλογος της ροπής που εφαρμόζουμε. Εάν δεν υπάρχει εξωτερική ροπή, η γωνιακή ορμή ενός κλειστού συστήματος διατηρείται.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της γραμμικής ορμής και της γωνιακής ορμής;
Η γραμμική ορμή είναι το γινόμενο της μάζας ενός συστήματος επί την ταχύτητά του, ενώ η γωνιακή ορμή είναι το περιστροφικό ισοδύναμο της γραμμικής ορμής. Η βασική διαφορά μεταξύ της γραμμικής ορμής και της γωνιακής ορμής είναι ότι ο όρος γραμμική ορμή περιγράφει ένα αντικείμενο που κινείται σε ευθεία διαδρομή ενώ ο όρος γωνιακή ορμή περιγράφει ένα αντικείμενο με γωνιακή κίνηση.
Η μονάδα μέτρησης της γραμμικής ορμής είναι kgm/s ενώ η μονάδα μέτρησης της γωνιακής ορμής είναι kgm2rad/s. Έτσι, αυτή είναι επίσης μια σημαντική διαφορά μεταξύ της γραμμικής ορμής και της γωνιακής ορμής. Επιπλέον, η εξίσωση της γραμμικής ορμής είναι p=mv όπου p είναι γραμμική ορμή, m είναι η μάζα του κινούμενου αντικειμένου και v είναι η ταχύτητα της κίνησης. Ενώ, η εξίσωση της γωνιακής ορμής είναι L=Iω όπου L είναι γωνιακή ορμή, I είναι η ροπή αδράνειας και ω είναι η γωνιακή ταχύτητα.
Σύνοψη – Γραμμική ορμή έναντι γωνιακής ορμής
Συνοπτικά, η γραμμική ορμή και η γωνιακή ορμή είναι σημαντικές έννοιες στη φυσική για την περιγραφή της κίνησης ενός αντικειμένου. Η βασική διαφορά μεταξύ της γραμμικής ορμής και της γωνιακής ορμής είναι ότι ο όρος γραμμική ορμή εφαρμόζεται για ένα αντικείμενο που κινείται σε μια άμεση διαδρομή ενώ ο όρος γωνιακή ορμή εφαρμόζεται για ένα αντικείμενο με γωνιακή κίνηση.
