Wirbelstrukturen im
4 - dimensionalen
gekrümmten Raum
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Drehimpuls


Allgemein

Torque animation   

Der Drehimpuls ist das vektorielle Produkt des Orts­vektors und des Impuls­vektors eines Teilchens. mehr ...


Wie schwer ist die rotierende Masse?

kg

Wie groß ist die (Tangential)­geschwindigkeit?

m/s


Wie groß ist der Abstand zur Drehachse?

m


Falls der Geschwindigkeits­vektor nicht im rechten Winkel angreift:

Welche x-Koordinate hat der Geschwindigkeits­vektor?

(x-Wert)

Welche y-Koordinate hat der Geschwindigkeits­vektor?

(y-Wert)

Welche z-Koordinate hat der Geschwindigkeits­vektor?

(z-Wert)






Lineare Bewegung

Der Impuls p ist bei der „linearen Bewegung” definiert als:
Masse mal Geschwindigkeit:
p = m · v

Je höher die Masse oder die Geschwindigkeit, desto schwieriger ist es, die Masse wieder abzubremsen.

Rotation

Der Drehimpuls L ist bei der „Rotation” definiert als:
Radius mal Impuls:
L = r · p

Für den Fall, dass die Tangential­geschwindigkeit nicht im rechten Winkel zum Radius angreift, gilt das Kreuzprodukt (Vektorprodukt) als die allgemeinere Definition:




Der Impuls
p = m · v

p = 5.0 kg · 0.5 m/s

Der Impuls beträgt:   p = 2.50 kg·m/s




Der Drehimpuls (bei rechtem Winkel)

Wenn die Tangentialgeschwindigkeit im „rechten Winkel” angreift, gilt:

L = r · p

Der Drehimpuls beträgt:   L = 7.50 kg·m²/s




Der Drehimpuls (Kreuzprodukt)

Wenn die Tangentialgeschwindigkeit nicht im rechten Winkel angreift, wird das Kreuzprodukt aus den Vektoren der Koordinaten gebildet. Für obige Eingabewerte gilt:

Der Drehimpuls beträgt:   L = 30.00 kg·m²/s




Kreuzprodukt (Berechnungsschema)

Die Berechnung des Kreuz­produkts erfolgt nach folgendem Schema:


  =
3.0
0
0

,

vT   =
-1.0
2.0
0.0





p = m · vT



p   =

5.0 ·
-1.0
2.0
0.0

=
-5.0
10.0
0.0






  =
3.0
0
0

×
-5.0
10.0
0.0

=
0.0
0.0
30.0





Für den Betrag des Drehimpules gilt:

0.0
0.0
30.0

=
0.0² + 0.0² + 30.0²
=

30.00 kg·m²/s








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