Klíčový rozdíl mezi lineární hybností a úhlovou hybností je v tom, že termín lineární hybnost popisuje objekt pohybující se po přímé dráze, zatímco termín úhlová hybnost popisuje objekt s úhlovým pohybem.
Úhlová hybnost a lineární hybnost jsou dva velmi důležité pojmy v mechanice. Tyto dva koncepty hrají zásadní roli ve většině oblastí dynamiky.
Co je lineární hybnost?
Lineární hybnost je velmi důležitá vlastnost pohybujícího se objektu. Pro popis objektu pohybujícího se po přímé dráze můžeme použít termín lineární hybnost. Hybnost předmětu je rovna hmotnosti předmětu vynásobené rychlostí předmětu (p=mv). Protože hmotnost je skalární, lineární hybnost je vektor, který má stejný směr jako rychlost.
Jedním z nejdůležitějších zákonů týkajících se hybnosti je druhý Newtonův pohybový zákon. Uvádí, že čistá síla působící na objekt se rovná rychlosti změny hybnosti. Protože hmotnost je v nerelativistické mechanice konstanta, rychlost změny lineární hybnosti se rovná hmotnosti vynásobené zrychlením objektu (μ=ma).
Nejdůležitějším odvozením z tohoto zákona je zákon zachování lineární hybnosti. To říká, že pokud je čistá síla působící na systém nulová, celková lineární hybnost systému zůstává konstantní. Navíc je lineární hybnost zachována i v relativistických měřítcích. Navíc lineární hybnost závisí jak na hmotnosti objektu, tak na změně časoprostorových souřadnic objektu.
Co je úhlová hybnost?
Moment hybnosti popisuje objekt s úhlovým pohybem. Abychom mohli definovat moment hybnosti, musíme nejprve vědět, co je moment setrvačnosti. Moment setrvačnosti předmětu je vlastnost, která závisí jak na hmotnosti předmětu, tak na rozložení hmoty z místa, kde moment setrvačnosti měříme. Pokud se celková hmotnost rozloží blíže k ose otáčení, je moment setrvačnosti nižší. Pokud se však hmota rozprostírá daleko od osy, moment setrvačnosti je vyšší.
Obrázek 01: Změna úhlové hybnosti s různým momentem setrvačnosti
Moment hybnosti objektu je součin momentu setrvačnosti a úhlové rychlosti objektu (L=Iω). Úhlová rychlost je vektor. Směr úhlové rychlosti můžeme určit pravostranným zákonem vývrtky. Protože moment setrvačnosti je skalární, moment hybnosti je vektor se směrem kolmým k rovině rotace, který můžeme rozhodnout podle pravidla pravé vývrtky. Abychom změnili moment hybnosti systému, musíme použít vnější krouticí moment. Rychlost změny momentu hybnosti je úměrná kroutícímu momentu, který aplikujeme. Pokud neexistuje žádný vnější točivý moment, moment hybnosti uzavřeného systému je zachován.
Jaký je rozdíl mezi lineární hybností a úhlovou hybností?
Lineární hybnost je součin hmotnosti systému vynásobené jeho rychlostí, zatímco moment hybnosti je rotačním ekvivalentem lineární hybnosti. Klíčový rozdíl mezi lineární hybností a úhlovou hybností je v tom, že termín lineární hybnost popisuje objekt pohybující se po přímé dráze, zatímco termín úhlová hybnost popisuje objekt s úhlovým pohybem.
Jednotkou měření lineární hybnosti je kgm/s, zatímco jednotkou měření úhlové hybnosti je kgm2rad/s. To je také významný rozdíl mezi lineárním momentem hybnosti a momentem hybnosti. Navíc rovnice lineární hybnosti je p=mv, kde p je lineární hybnost, m je hmotnost pohybujícího se objektu a v je rychlost pohybu. Zatímco rovnice momentu hybnosti je L=Iω, kde L je moment hybnosti, I je moment setrvačnosti a ω je úhlová rychlost.
Shrnutí – lineární hybnost vs úhlová hybnost
Stručně řečeno, lineární hybnost a moment hybnosti jsou důležité pojmy ve fyzice k popisu pohybu objektu. Klíčový rozdíl mezi lineární hybností a úhlovou hybností je v tom, že termín lineární hybnost se používá pro objekt pohybující se po přímé dráze, zatímco termín hybnost se používá pro objekt s úhlovým pohybem.
