Introduciendo el momento angular por primera vez a una clase

¿Cuál es la mejor manera de introducir la noción de momento angular en una clase sin que parezca una construcción innecesaria y artificial?

Haz una demostración que no se pueda explicar sin ella. Esto es ciencia, después de todo. La demostración giratoria simple de "patinador artístico" servirá. Una demostración de giroscopio puede ser más llamativa, pero la primera es más fácil de explicar. Suelo hacer las dos. También ruedas de carreras, el problema de loop-de-loop rodante versus deslizante.
Tiene razón, pero sería útil si pudiera mostrar un camino de pensamiento lineal que lo lleve naturalmente a la definición de momento angular para abordar el problema.
Lástima que ya no puedas encontrar un tiovivo.
¿Estás preguntando cómo introducir el pseudo vector o cómo introducir el concepto en sí?
No entiendo cómo alguien podría pensar que esto es innecesario y artificial. Me gustaría ver a un estudiante explicando el "patinador artístico" simplemente sin esta herramienta.
Ace hardware vende cojinetes de 3" o 4" de diámetro, del tipo que se usa en los taburetes de bar o lazy susans. Puede conectar cuadrados de madera contrachapada de 12" X 12" X 3/8" a cada lado para que sirvan como una plataforma de pie. Consiga (2) pesas de mano con barra de 2 libras en su tienda local de fitness. Haga que un estudiante se pare en la plataforma con otros tres estudiantes de pie alrededor para ver al estudiante Haga que el estudiante extienda sus brazos con las pesas, gire lentamente la plataforma y haga que el estudiante tire de sus brazos -- conservación del momento angular demostrada de manera económica y efectiva.
Lo que me gustaría es impulsar a los estudiantes a definir el concepto por sí mismos, sin dárselo y afirmando que eventualmente les resultará útil.
@docscience Es más seguro hacer girar al estudiante con los libros cerca.
Sí, pero no tan memorable y emocionante. La seguridad, por supuesto, siempre debe tenerse en cuenta, pero hoy en día tendemos a ser demasiado seguros.

Respuestas (2)

Sugiero una manera: trae un juguete en forma de giroscopio, ponlo sobre una mesa y dale un breve torque. Aunque ya no actúas sobre el juguete, sigue girando. Pregunte a sus alumnos POR QUÉ sucede.

Supongo que aprendieron sobre la conservación del momento LINEAL. Entonces, tenemos una analogía: un cuerpo en movimiento lineal sigue moviéndose mientras ninguna fuerza actúe sobre él, y eso debido a la ley de conservación del momento lineal; análogamente, tenemos una ley para la conservación del momento ANGULAR. Esta ley mantiene un objeto en rotación.

Ahora, tienes que definir qué es el momento angular. Va también por analogía con el momento lineal. Este último se define como

pag = metro v

dónde metro es la masa del objeto, y v es su velocidad lineal. Del mismo modo,

L = I ω ,

dónde I recibe el nombre de momento de inercia, y ω es la velocidad CIRCULAR, el ángulo por el cual el juguete gira en una unidad de tiempo.

Después de eso, puedes explicar (en un objeto circular) que se descubrió que

I = ∑ METRO i r i 2 ,

dónde metro i son los puntos materiales en el juguete, e intuitivamente, cuanto mayor es el radio del juguete, mayor es el momento lineal, es decir, será más difícil dejar de girar un juguete de gran radio, que uno de pequeño radio que gira con el mismo ω .

Más adelante, para explicar, por ejemplo, la rotación de los planetas, considere lo que sucede cuando el juguete se ahueca alrededor del eje y, a continuación, considere que solo uno de los puntos METRO i del juguete

Solo dos centavos: supongo que ya introdujo las leyes de Newton, puede decir que es algo así como "Cuando se ve en un marco de referencia inercial, un objeto permanece en reposo o continúa moviéndose a una velocidad constante, a menos que una fuerza externa actúe sobre él Puedes explicar que a partir de las otras dos leyes de Newton se puede demostrar que la primera ley se aplica naturalmente también a los objetos que se mueven en movimiento circular, no solo en línea recta. Luego explique que esta cantidad de rotación implica que si los objetos se contraen debido a fuerzas internas (sin influencias externas), la cantidad de movimiento circular sigue siendo constante, pero la velocidad angular debe aumentar porque ahora tiene que cubrir una circunferencia más pequeña con la misma cantidad de rotación. Muestre el ejemplo de la bailarina que acelera al contraer los brazos.

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