11.8
Jedes rotierende Objekt, wie ein Kreisel, besitzt einen Drehimpuls L, der mathematisch ausgedrückt wird als Kreuzprodukt aus dem Ortsvektor und dem linearen Impuls, der Masse mal Geschwindigkeit ist.
Die Größe des Drehimpulses ist gleich mvrsinθ, und seine SI-Einheiten sind Kilogramm Meter Quadrat pro Sekunde.
Stellen Sie sich zum Beispiel ein Partikel vor, das sich in der xy-Ebene bewegt und einen Positionsvektor r hat. Der Daumen der rechten Hand gibt die Drehimpulsrichtung an, wenn die Finger in Drehrichtung gekrümmt sind.
Die Zeitableitung des Drehimpulses kann mit der Vektorregel für die Ableitungen ausgedrückt werden. Der erste Term enthält das Kreuzprodukt des Geschwindigkeitsvektors mit sich selbst und ist damit gleich Null.
Im zweiten Term ist Masse mal Beschleunigung die Nettokraft, die auf das Teilchen wirkt; erinnern Sie sich, dass das Kreuzprodukt von r und F das Drehmoment ist. Somit ist die Änderungsrate des Drehimpulses gleich dem Drehmoment, das durch die auf das Teilchen wirkende Nettokraft ausgeübt wird.
Der Drehimpuls ist senkrecht zur Ebene der Drehung gerichtet und seine Größe hängt von der Wahl des Ursprungs ab. Der senkrechte Vektor, der den linea…
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