刚体定轴转动时对点的角动量与对轴的角动量之间的关系

  (1)定轴转动刚体的总角动量是刚体所有质元角动量的矢量和,每一质元的角动量为:

             Lili×(miVi)

              =(riρi)×(miVi)

              =miri×Vimiρi×Vi

              =miri2ω(milicosαri)ω

因此总角动量为:

        L=ΣLi=(Σmiri2ω)+Σ(milicosαriω

            =LZLh

其结果由二项组成,其中LZω同方向,它是总角动量在转轴方向的投影,通常称为刚体相对轴Z的角动量,而Lhω方向垂直,它是总角动量在水平方向的投影。

  可见刚体角动量L的方向与质元角动量Li的矢量和方向一致,但并不一定与Z 轴或角速度ω的方向一致。只有当固定轴为刚体的对称轴时,L才与ω同方向。

  (2)定轴转动时刚体相对轴的角动量总是沿着转轴的方向,因此LZ可视为标量,当规定了轴的正方向之后,LZ为一代数量,可取正值或负值。

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