Die feinen Unterschiede zwischen Drehimpuls und Zentrifugalkraft

Ich bin Mathematiker und möchte die Unterschiede zwischen den Begriffen Drehimpuls und Zentrifugalkraft verstehen .

Die folgenden beiden Ideen sind mir aus physikalischer Sicht klar, aber es fällt mir schwer, den Unterschied zwischen ihnen zu erkennen, da die Leute mir sagen, dass sie unterschiedlich sind, mir aber keinen expliziten Grund dafür nennen.

  1. Der Drehimpuls ist eine Vektorgröße (im physikalischen Sinne genommen) der Rotationsgeschwindigkeit einer Masse um eine Achse.

  2. Die Zentrifugalkraft wird auf der Achse eines Rotationsbezugssystems definiert, das von der Trägheit des Objekts abhängt.

Meine Frage: Was ist der subtile Unterschied zwischen diesem Begriff des "Rotationsbezugssystems" und dem Begriff der Vektorgröße der Rotationsgeschwindigkeit einer Masse? Sind sie nicht physikalisch derselbe Rotationspunkt (Vektorgröße) um eine Achse, wodurch die Bedeutung der Zentrifugalkraft zu einer relativen Art wird, über die Bedeutung des Drehimpulses zu sprechen?

Ich hoffe diese Frage ist nicht zu naiv. Ich habe wirklich gehofft, den feinen Unterschied zwischen diesen physikalischen Konzepten auf einfache Weise zu verstehen.

Ein Objekt, das sich auf einer geraden Linie bewegt, hat eine lineare Geschwindigkeit v , die uns sagt, wie viele m/s das Objekt macht. Bei einem rotierenden Objekt ist es relevanter, von Winkelgeschwindigkeit zu sprechen ω statt der linearen Geschwindigkeit, dh mit welchem ​​Winkel/sec dreht sich das Objekt. Nun, in der Physik haben wir Erhaltungsgesetze über Größen, die während der Entwicklung des Objekts konstant bleiben. In manchen Erhaltungssätzen tritt bei linearer Bewegung statt Geschwindigkeit eine andere Größe auf: linearer Impuls P = M v Wo M ist die Masse des Objekts. Analog gilt für rotierende Objekte Drehimpuls ,
(Fortsetzung) L = ICH ω , Wo ICH ist hier ein Analogon der Masse. Kommen wir nun zur Zentrifugalkraft. Wenn Sie ein Objekt auf ein Gyroskop legen und das Gyroskop beginnt sich zu drehen, fliegt das Objekt vom Gyroskop weg, es sei denn, es ist mit dem Gyroskop verklebt. Das ist die Zentrifugalkraft, sie drückt das Objekt vom Rotationszentrum weg. Tatsächlich ist diese Kraft scheinbar, es wirkt keine Kraft auf das Objekt, es dreht sich nur nicht zusammen mit dem Kreisel. Die beiden Konzepte unterscheiden sich also.
@Sofia Vielen Dank! Ich genoss die Idee mit einem Gyroskop, da es mir half, ein solides Bild zum Nachdenken zu bekommen.

Antworten (2)

Ich kann die Quelle Ihrer Verwirrung nicht ganz nachvollziehen (ich denke, es könnte etwas damit zu tun haben, dass Sie sich hier auf den Begriff der Rotation konzentrieren - Drehimpuls erfordert keine Rotationsbewegung), also habe ich Probleme, wirklich eine zu schreiben klare Antwort. Im Moment würde ich lieber ein Programm zum Üben der richtigen Fähigkeiten anbieten, als das falsche Denken zu verstärken.

  1. Hören Sie auf zu versuchen, Physik in Nicht-Trägheitsrahmen zu machen, bis Sie sich vollkommen wohl fühlen, Physik in Trägheitsrahmen zu machen. Das heißt, es gibt keine zentrifugale (Pseudo-)Kraft, sondern nur eine zentripetale Komponente der auf den Körper wirkenden Kräfte.

  2. Arbeiten Sie viel mit Drehimpuls, gewöhnen Sie sich an die Vorstellung, dass Sie davon die gleiche Physik erhalten, egal welchen Punkt Sie als "Achse" wählen (obwohl die Werte von L Und ICH Änderung) und dass Sie eine fiktive Achse wählen können, die keinem physikalischen Drehpunkt entspricht.

  3. Wenn Sie wieder mit nicht-inertialen Referenzrahmen beginnen, machen Sie zuerst einen nicht rotierenden. Gewöhnen Sie sich an die Vorstellung, dass durch die Verwendung eines „falschen“ Koordinatensystems Pseudokräfte entstehen und Sie stattdessen die Ergebnisse in einem „richtigen“ Koordinatensystem erhalten können.

Drehimpuls ist rund, Zentrifugalkraft ist außen (von der Achse). Subtil in dem Sinne, dass sie verwandt sind, aber verschieden?

Willkommen bei Physics StackExchange! Ich verstehe den Punkt, den Sie zu machen versuchen, ich wollte nur hinzufügen, dass der Drehimpuls, wenn er als Vektorgrößen ausgedrückt wird, ein Pseudovektor ist, der entlang der Rotationsachse zeigt, die "um" entgegengesetzt ist.
Die feinen Unterschiede zwischen Drehimpuls und Zentrifugalkraft
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