تفاوت اصلی بین تکانه خطی و تکانه زاویه ای این است که اصطلاح تکانه خطی جسمی را توصیف می کند که در یک مسیر مستقیم حرکت می کند در حالی که اصطلاح تکانه زاویه ای جسمی را با حرکت زاویه ای توصیف می کند.
تکانه زاویه ای و تکانه خطی دو مفهوم بسیار مهم در مکانیک هستند. این دو مفهوم در بیشتر زمینه‌های دینامیک نقش حیاتی دارند.
تکانه خطی چیست؟
تکانه خطی ویژگی بسیار مهم یک جسم متحرک است. می توانیم از اصطلاح تکانه خطی برای توصیف جسمی که در مسیر مستقیم حرکت می کند استفاده کنیم. تکانه یک جسم برابر است با جرم جسم ضرب در سرعت جسم (p=mv).از آنجایی که جرم یک عدد اسکالر است، تکانه خطی یک بردار است که جهت همان سرعت است.
یکی از مهمترین قوانین در مورد حرکت، قانون دوم حرکت نیوتن است. بیان می کند که نیروی خالص وارد بر یک جسم برابر با نرخ تغییر تکانه است. از آنجایی که جرم در مکانیک غیر نسبیتی ثابت است، نرخ تغییر تکانه خطی برابر است با جرم ضرب در شتاب جسم (μ=ma).
مهمترین اشتقاق از این قانون، قانون بقای تکانه خطی است. این بیان می کند که اگر نیروی خالص وارد بر یک سیستم صفر باشد، تکانه خطی کل سیستم ثابت می ماند. علاوه بر این، تکانه خطی حتی در مقیاس های نسبیتی حفظ می شود. علاوه بر این، تکانه خطی هم به جرم جسم و هم به تغییر مختصات فضا-زمان جسم بستگی دارد.
حرکت زاویه ای چیست؟
تکانه زاویه ای جسمی را با حرکت زاویه ای توصیف می کند.برای تعریف تکانه زاویه ای ابتدا باید بدانیم ممان اینرسی چیست. ممان اینرسی یک جسم یک ویژگی است که هم به جرم جسم و هم به توزیع جرم از جایی که ممان اینرسی را اندازه می‌گیریم بستگی دارد. اگر جرم کل به محور دورانی نزدیکتر توزیع شود، ممان اینرسی کمتر است. با این حال، اگر جرم دور از محور پخش شود، ممان اینرسی بیشتر است.
شکل 01: تغییر تکانه زاویه ای با ممان اینرسی متفاوت
تکانه زاویه ای یک جسم حاصل ضرب گشتاور اینرسی و سرعت زاویه ای جسم است (L=Iω). سرعت زاویه ای یک بردار است. ما می توانیم جهت سرعت زاویه ای را با قانون چوب پنبه بستن دست راست تعیین کنیم.از آنجایی که ممان اینرسی یک اسکالر است، تکانه زاویه ای یک بردار است، با جهتی عمود بر صفحه چرخش که می توانیم با قاعده چوب پنبه بستن دست راست تصمیم بگیریم. برای تغییر تکانه زاویه ای یک سیستم باید یک گشتاور خارجی اعمال کنیم. نرخ تغییر تکانه زاویه ای متناسب با گشتاوری است که اعمال می کنیم. اگر گشتاور خارجی وجود نداشته باشد، تکانه زاویه ای یک سیستم بسته حفظ می شود.
تفاوت بین تکانه خطی و تکانه زاویه ای چیست؟
تکانه خطی حاصل ضرب جرم یک سیستم در سرعت آن است در حالی که تکانه زاویه ای معادل چرخشی تکانه خطی است. تفاوت اصلی بین تکانه خطی و تکانه زاویه ای این است که اصطلاح تکانه خطی جسمی را توصیف می کند که در یک مسیر مستقیم حرکت می کند در حالی که اصطلاح تکانه زاویه ای جسمی را با حرکت زاویه ای توصیف می کند.
واحد اندازه گیری تکانه خطی kgm/s است در حالی که واحد اندازه گیری تکانه زاویه ای kgm2راد بر ثانیه است.بنابراین، این نیز تفاوت قابل توجهی بین تکانه خطی و تکانه زاویه ای است. علاوه بر این، معادله تکانه خطی p=mv است که در آن p تکانه خطی، m جرم جسم متحرک و v سرعت حرکت است. در حالی که معادله تکانه زاویه ای L=Iω است که در آن L تکانه زاویه ای، I ممان اینرسی و ω سرعت زاویه ای است.
خلاصه - تکانه خطی در مقابل تکانه زاویه ای
به طور خلاصه، تکانه خطی و تکانه زاویه ای مفاهیم مهمی در فیزیک برای توصیف حرکت یک جسم هستند. تفاوت اصلی بین تکانه خطی و تکانه زاویه ای این است که اصطلاح تکانه خطی برای جسمی که در یک مسیر مستقیم حرکت می کند به کار می رود در حالی که اصطلاح تکانه زاویه ای برای جسمی با حرکت زاویه ای به کار می رود.
