Drehimpulserhaltungssatz

Der Drehimpulserhaltungssatz gehört zu den Erhaltungssätzen der Physik (Mechanik) und besagt, dass der Gesamtdrehimpuls in abgeschlossenen Systemen konstant ist.

${\vec {L}}=I\cdot {\vec {\omega }}={\vec {const.}}$

• $L$ Drehimpuls
• $I$ Trägheitsmoment
• $\omega$ Winkelgeschwindigkeit

Die Drehimpulserhaltung lässt sich über das Noether-Theorem auf die Isotropie des Raumes zurückführen, das heißt auf Unabhängigkeit des Ablaufes eines Experiments von seiner Orientierung im Raum.

Eine Veranschaulichung dafür ist ein Drehteller, auf dem eine Modellbahn fährt. Auf dem zuvor zum Stillstand gebrachten Drehteller fährt die Bahn im Kreis. Wird die Bahn z. B. durch ein Funksignal zum Stillstand gebracht, so beginnt unmittelbar der Drehteller mit der stillstehenden Bahn zu drehen.

Gültigkeit

Hervorgehoben sei nochmals, dass dies nur für abgeschlossene Systeme gilt, die nur ideell existieren. Der oben erwähnte Drehteller kommt - solange keine weitere Energiezufuhr erfolgt - nach einiger Zeit durch Reibungsverluste zum Stillstand. Auch das gern für eine vollständige Impulserhaltung vorgebrachte Beispiel eines „reibungsfreien“ Systems im „schwerelosen“ All schlägt fehl, da sich auch dort Partikel und beispielsweise auch magnetische Felder befinden, die letztendlich jedes System zum Stillstand bringen.

Beispiele

• Das zweite Keplersche Gesetz ist ein Beispiel für den Drehimpulserhaltungssatz.
• Der Pirouetteneffekt beim Eiskunstlaufen.

Weblinks

• Drehimpulserhaltung mit Spielzeugeisenbahn auf Scheibe (mit Video)
• Vorlesungsscript Mechanik (Uni Dortmund)