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角化,或稱為角度化[來源請求],是指將一個物理量由平移運動物理量轉變為旋轉運動物理量的操作,與之相對的是線化。[1]
定義一個物體A,繞著另一物體B轉,軌跡應為一圓形。若其所經過的路徑長(圓弧長)為,此圓的半徑為,則有下列關係:
此處的為角度,使用單位為弧度制。
考慮上述情況,此時的切線方向速度與角速度的關係為:
以表示切線加速度,表示角加速度,則:[2]
若動量以表示,角動量以表示,則:
若衝量以(有時會用)表示,角衝量以表示,則:
值得一提的是,存在衝量-動量定理的角化版本,即角衝量-角動量定理。
如果用表示力,表示力矩,則滿足:[3]
用表示一物體的質量,而為轉動慣量,則:[4]
其中表示一質點到質心的位置,則表示此質點的微小質量。
同樣值得一提的是,角度版本也存在牛頓第二定律,請參考「角化的牛頓第二定律」。[5]
- ^ Principles of Physics 11th Edition, by David Halliday, Robert Resnic, Jearl Walker, page 10-31 table 10-3
- ^ Principles of Physics 11th Edition, by David Halliday, Robert Resnic, Jearl Walker, chapter 10-3
- ^ Principles of Physics 11th Edition, by David Halliday, Robert Resnic, Jearl Walker, page 10-24 equation 10-41
- ^ Principles of Physics 11th Edition, by David Halliday, Robert Resnic, Jearl Walker, page 10-18 equation 10-35
- ^ Principles of Physics 11th Edition, by David Halliday, Robert Resnic, Jearl Walker, page 10-26 equation 10-44 and 10-45
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線性(平動)的量 |
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角度(轉動)的量 |
量綱 |
— |
L |
L2 |
量綱 |
— |
— |
— |
T |
時間: t s |
位移積分: A m s |
|
T |
時間: t s |
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— |
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距離: d, 位矢: r, s, x, 位移 m |
面積: A m2 |
— |
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角度: θ, 角移: θ rad |
立體角: Ω rad2, sr |
T−1 |
頻率: f s−1, Hz |
速率: v, 速度: v m s−1 |
面積速率: ν m2 s−1 |
T−1 |
頻率: f s−1, Hz |
角速率: ω, 角速度: ω rad s−1 |
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T−2 |
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加速度: a m s−2 |
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T−2 |
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角加速度: α rad s−2 |
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T−3 |
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加加速度: j m s−3 |
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T−3 |
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角加加速度: ζ rad s−3 |
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M |
質量: m kg |
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ML2 |
轉動慣量: I kg m2 |
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MT−1 |
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動量: p, 衝量: J kg m s−1, N s |
作用量: 𝒮, actergy: ℵ kg m2 s−1, J s |
ML2T−1 |
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角動量: L, 角衝量: ι kg m2 s−1 |
作用量: 𝒮, actergy: ℵ kg m2 s−1, J s |
MT−2 |
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力: F, 重量: Fg kg m s−2, N |
能量: E, 功: W kg m2 s−2, J |
ML2T−2 |
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力矩: τ, moment: M kg m2 s−2, N m |
能量: E, 功: W kg m2 s−2, J |
MT−3 |
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加力: Y kg m s−3, N s−1 |
功率: P kg m2 s−3, W |
ML2T−3 |
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rotatum: P kg m2 s−3, N m s−1 |
功率: P kg m2 s−3, W |
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