在经典力学中,角动量定理(Angular Momentum Theorem)描述了力矩对时间的积累效应与角动量变化之间的关系。它是牛顿第二定律在转动参照系中的推广形式,对于理解行星运动、陀螺仪稳定性以及微观粒子的自旋具有基础性意义。
角动量(L)是一个矢量,定义为位置矢量(r)与动量(p)的叉积:L = r × p。而角动量定理则指出:质点对某固定点的角动量随时间的变化率,等于作用于该质点上的合外力矩。
若力矩为恒量,则积分形式为:M · Δt = ΔL (冲量矩定理)
对于刚体定轴转动,角动量定理可以简化为更常用的形式。由于刚体绕固定轴转动时,角动量 L = Iω(I为转动惯量,ω为角速度),若转动惯量 I 保持不变,则定理可表述为:
这类似于牛顿第二定律 F = ma,体现了力矩在转动中的作用。