Hängt der Drehimpuls vom Ursprung ab?

Der Drehimpuls eines um einen Punkt rotierenden Teilchens ist gegeben durch L = R × P .

Stellen Sie sich ein Teilchen vor, das auf einem flachen Tisch eine kreisförmige Bahn verfolgt. Wenn ich den Ursprung meines Koordinatensystems in die Mitte der Kreisbahn setze, so dass der flache Tisch der ist X j -Ebene, der Drehimpulsvektor zeigt in die positive Richtung der z -Achse weil R liegt auf der xy-Ebene und P steht immer senkrecht auf R . Daher gibt es keine Änderung in L während der Bewegung des Teilchens.

Jetzt bewege ich den Ursprung nur vertikal zum Boden. Jetzt R macht einen bestimmten Winkel ϕ mit dem z -Achse, und daher L macht auch den gleichen Winkel ϕ mit dem z -Achse. Aber jetzt L ändert ständig seine Richtung, während sich das Teilchen auf der Kreisbahn auf dem flachen Tisch bewegt!

Zum Schluss ein Drehimpuls L hängt so sehr von der Wahl des Ursprungs ab, ganz anders als der lineare Impuls P ?

Antworten (1)

Ja, der Drehimpuls hängt sehr stark vom gewählten Ursprung ab. (Sie können dies am deutlichsten sehen, indem Sie ein einzelnes Teilchen im freien Raum mit fester Geschwindigkeit untersuchen - der Drehimpuls ist 0 nur wenn Sie den Ursprung entlang der Bewegungslinie des Partikels auswählen.)

Es ist wahr, dass der lineare Impuls unabhängig von Ihrer Wahl des Ursprungs ist; Jedoch P ist immer noch einigen willkürlichen Entscheidungen unterworfen . Insbesondere für ein geschlossenes System existiert immer ein Inertialbezugssystem, in dem P = 0 ; der 'Massenmittelpunktrahmen'. Die Tatsache, dass wir den Drehimpuls "picken" können, ist also nicht wirklich seltsam.

Denken Sie daran, dass Ihre Wahl des Referenzrahmens auch andere Größen beeinflusst, sodass wir durch die Einstellung keine Gesetze verletzen können P Und L unabhängig von anderen Größen.

WOW! Wow! Und so etwas wird im Unterricht und im Einführungslehrbuch nicht so betont! Ich bin erstaunt! Für einen starren Körper ist also im Grunde der Drehimpuls jedes Teilchens im Körper unterschiedlich?
Jawohl. Obwohl für einen festen Ursprung und Radius der Drehimpuls für jedes Teilchen (gleicher Masse) bei diesem Radius gleich ist.
@TadeusPrastowo Diese Fakten sind im Material enthalten, das normalerweise in einem Einführungskurs präsentiert wird, und Dozenten erwähnen sie oft am Rande. Leider merken es nur sehr wenige Schüler wirklich . Ich vermute, dass die meisten Studenten zu sehr damit beschäftigt sind, den Prozess und die Grundlagen zu lernen, um diese Denkweise voll auszuschöpfen. Es unbetoniert zu lassen, ist also eine weitere der (vielen!) vereinfachenden Lügen, die wir in einem ersten Kurs erzählen.