线性动量(linear momentum)和角动量(angular momentum)的区别

线性动量和角动量之间的关键区别在于，线性动量一词描述的是沿直线运动的物体，而角动量一词描述的是具有角运动的物体。

角动量和线动量是力学中两个非常重要的概念。这两个概念在动力学的大多数领域都起着至关重要的作用。

什么是线性动量(linear momentum)？

线性动量是运动物体的一个非常重要的性质。我们可以用线性动量这个词来描述一个物体在一条直线上运动。物体的动量等于物体的质量乘以物体的速度（p=mv）。因为质量是标量，所以线性动量就是一个向量，它和速度有相同的方向。

关于动量最重要的定律之一是牛顿第二运动定律。它指出作用在物体上的净力等于动量的变化率。由于质量在非相对论力学中是一个常数，线性动量的变化率等于质量乘以物体的加速度（μ=ma）。

从这个定律中最重要的推导是线性动量守恒定律。这说明，如果系统上的净力为零，系统的总线性动量保持不变。此外，即使在相对论尺度下，线性动量也是守恒的。此外，线性动量不仅与物体的质量有关，还与物体的时空坐标变化有关。

什么是角动量(angular momentum)？

角动量描述的是具有角运动的物体。要定义角动量，首先要知道转动惯量是多少。物体的惯性矩是一个性质，它既取决于物体的质量，也取决于我们测量惯性矩的地方的质量分布。如果总质量分布在靠近旋转轴的位置，则转动惯量较小。然而，如果质量远离轴扩散，惯性矩就更高。

图01：角动量随转动惯量的变化

物体的角动量是转动惯量和物体角速度的乘积（L=Iω）。角速度是一个矢量。我们可以用右手螺旋定律来确定角速度的方向。由于惯性矩是标量，角动量是一个向量，其方向垂直于旋转平面，我们可以用右手螺旋法则来决定。为了改变系统的角动量，我们必须施加一个外力矩。角动量的变化率与我们施加的力矩成正比。如果没有外部力矩，封闭系统的角动量守恒。