角动量(angular momentum)在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关的物理量。它的公式在不同情境下有不同的表达形式:
质点的角动量
对于一个质量为 的质点,以速度
相对于参考点 运动,位置矢量为
(从参考点 指向质点),则质点相对于参考点 的角动量
定义为:
=r
×mv
这是一个矢量叉乘运算,角动量
的大小为 ,其中 是
与
之间的夹角。角动量的方向遵循右手螺旋定则:右手四指从
方向沿小于 的角转向
方向,此时大拇指所指的方向就是角动量
的方向。
刚体绕定轴转动的角动量
对于绕固定轴转动的刚体,设刚体对该轴的转动惯量为 ,角速度为 ,则刚体绕定轴转动的角动量 为:
这里的转动惯量 是描述刚体转动惯性大小的物理量,与刚体的质量分布以及转轴的位置有关; 是刚体转动的角速度,单位是弧度每秒(rad/s)。
角动量是描述物体转动状态的重要物理量,在经典力学、天体物理学等多个领域都有重要应用,并且角动量守恒定律是自然界的基本规律之一。