Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Die Erhaltung des Impulses Der Impuls ist das Produkt aus Masse und Geschwindig- keit: æ p = m · æ v … Einheit: N · s In einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpuls erhalten. In einem nicht abgeschlossenen System ist die zeitliche Impulsänderung gleich der gesamten von außen angreifen- den Kraft: ∆​​ æ p _ ∆ t = æ F … Einheit: N Unter dem Kraftstoß versteht man das Produkt aus Kraft und Dauer der Wirkung. Er ändert den Impuls um ∆​​ æ p = æ F ·∆ t. Die Erhaltung des Drehimpulses Für Drehbewegungen führen wir das Modell des starren Körpers ein: Unter einem starren Körper versteht man ein Gebilde, dessen Ausdehnung und Gestalt nicht verändert werden kann. Zur Beschreibung der Drehbewegung werden folgende Größen definiert: Winkelgeschwindigkeit : Durchlaufener Drehwinkel pro Zeiteinheit æ ω​ = ∆​​ æ φ​ _ ∆ t … Einheit: s ‒ 1 . Die Winkelgeschwindigkeit ist eine vektorielle Größe. Der Vektor liegt in der Drehachse und seine Richtung wird durch die „Korkenzieherregel“ festgelegt. Winkelbeschleunigung : Zeitliche Änderung der Winkelge- schwindigkeit æ​ α​ = ∆​ æ ω​ _ ∆ t … Einheit: s ‒ 2 . Das Trägheitsmoment eines Punktes: Produkt aus Masse und Quadrat des Normalabstandes r von der Drehachse I = m · r ² … Einheit: kg · m 2 Das Drehmoment: M = F · r · sin γ … Einheit: N · m . γ … Winkel zwischen der Richtung der Kraft æ F und dem Abstand æ r des Angriffspunkts der Kraft von der Drehachse. Das Drehmoment ist eine vektorielle Größe. Die Richtung des Drehmoments steht senkrecht auf æ æ r und senkrecht auf æ F und wird mit der „Korkenzieherregel“ festgelegt. M æ = æ r × æ F . Drehmoment und Trägheitsmoment bestimmen die Winkel- beschleunigung: M æ = I · æ α​ . Der Drehimpuls : Produkt aus Trägheitsmoment und Win- kelgeschwindigkeit. æ L = I · æ ω​ … Einheit: kg · m 2 /s In einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtdreh- impuls erhalten. In einem nicht abgeschlossenen System ist die zeitliche Drehimpulsänderung gleich dem gesamten von außen angreifenden Drehmoment: ∆​​ æ L _ ∆ t = M æ Schließt M æ mit æ L einen Winkel ein, so sucht sich der Dreh- impulsvektor zum angreifenden Drehmoment parallel zu stellen. Körper, die nur miteinander wechselwirken und nicht von außen beeinflusst werden, bilden ein abgeschlossenes System. 26 Zusammenfassende Übersicht MECHANIK 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv