题目

角加速度的方向是什么?（看好了,是角加速度,不是角速度）

提问时间：2020-06-29

答案

不知道楼主的物理水平如何,我就从头答起吧.
如果楼主知道角速度的准确定义,请跳过下面过渡的两段.
首先我们来从角速度说起.中学物理中,我们研究的都是平面运动.在平面运动的系统中,谈论角速度的方向是没有多大意义的,我们最多说这个物体的运动是顺时针还是逆时针,因此以一个带有正负的标量来说明角速度就已经足够.（这里与力矩很是类似,高中介绍了力矩是矢量,但却在计算的时候没有用到矢量的性质,这也给力矩的学习带来了麻烦）
在这种意义下,角加速度——作为角速度的变化率——也可以类似的定义为一个标量.我们可以说一个运动是顺时针转动加速或者逆时针转动加速.
到了真实的三维空间,角速度的矢量性就有意义了.其矢量定义如下：
ω=r×V
上式每个物理量都应该有矢量符号.角加速度与加速度类似,就是角速度的变化率.由于角速度具有矢量性,角加速度也具有矢量性.
从运动学上我们就可以通过对上式求微商来得到角加速度的大小与方向.注意,由于r一般随时间变化,因此角加速度一般不等于r×a.而如果运动固定为圆周运动,r是一个常数,那么角加速度就等于ra,方向则是r×a的方向.
我们发现,二维平面的运动使得上述矢量叉乘的结果必然在垂直于该平面的方向,如果一个矢量的方向固定在某一直线上,那其表现也确实与标量很是类似.
从动力学角度来讲,与牛顿第二定律类似,定轴转动有如下公式：
M=Iβ
其中M为力矩、β为角加速度.这两者都是矢量.而I是转动惯量,是标量.我们看出,如果我们知道一个物体受到的力矩的方向,就可以确定其角加速度也是这个方向的.
希望能对楼主有所帮助.