Innere Kräfte in offenen Systemen

Wir wissen, dass der Impuls eines abgeschlossenen Systems erhalten bleibt und sich daher alle inneren Kräfte in einem solchen System zu Null addieren müssen. Aber in den meisten Lehrbüchern der Mechanik wird gesagt, dass selbst wenn äußere Kräfte auf das System einwirken, die inneren Kräfte sich auch ausgleichen und wir so zu einem sehr nützlichen Ergebnis kommen, dass die Gesamtänderungsrate des Systemimpulses, gleich der auf das System wirkenden äußeren Nettokraft ist. Wie können wir eine solche Annahme über innere Kräfte rechtfertigen? Warum können sie sich nicht auf diese äußeren Einflüsse verlassen?

Das liegt am dritten Newtonschen Gesetz. Summieren Sie innere Kräfte über alle Teilchen und sie heben sich paarweise auf.

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Innere Kräfte heben sich auf. Immer in der klassischen Mechanik. Ein Objekt kann sich nicht selbst bewegen - Nebenprodukt von gleich und entgegengesetzt.

Mathematisch gesehen ist das Argument ungefähr so; Es gibt echte innere Kräfte, und ja, sie bewirken, dass sich die Massenkomponenten des Systems bewegen. Würden Sie jedoch alle diese Kräfte addieren, die auf ihre jeweiligen individuellen Massenkomponenten (m) wirken, dann würde das Gesamtintegral zu Null verschwinden. Das bedeutet, dass sich der Massenmittelpunkt (M) nicht durch innere Kräfte bewegt. Somit bleibt der Impuls des Objekts als Ganzes erhalten, es sei denn, es wird eine äußere Kraft aufgebracht (die in der Lage ist, den Massenmittelpunkt zu beeinflussen).

Stellen Sie sich einen Wasserklumpen im Weltraum vor. Das Wasser fließt, da die Trägheit dazu führt, dass die Moleküle aufeinander treffen und folglich eine Kraft aufeinander ausüben. Aber der Massenschwerpunkt bewegt sich nur aufgrund der Trägheit – er beschleunigt nicht. Somit bleibt der Impuls des GESAMT-Körpers erhalten. Einige Texte sind hinsichtlich ihrer Definitionen des Impulses der Massenkomponenten im Vergleich zum Impuls des Massenschwerpunkts unklar.