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Schwerpunktsystem


Das Schwerpunktsystem (englisch: Center-of-mass system, CMS) ist ein Bezugssystem, in dem der Schwerpunkt des betrachteten physikalischen Systems im Koordinatenursprung ruht. Im Schwerpunktsystem sind viele dynamische Vorgänge besonders einfach zu beschreiben.

Aus der Definition des Schwerpunktsystems folgt direkt, dass in ihm der Gesamtimpuls der beteiligten Massen \({\displaystyle m_{i}}\) (die Summe aller Impulsvektoren \({\displaystyle {\vec {p}}_{i}}\)) zu jeder Zeit, vor wie nach einem Stoß- oder Reaktionsvorgang, gleich Null ist:

\({\displaystyle \sum _{i}{\vec {p}}_{i}={\vec {0}}}\)

Die Koordinaten \({\displaystyle {\vec {r}}_{s}{}}\) des Schwerpunkts S im Laborsystem – das in vielen praktischen Fällen näherungsweise als Inertialsystem angesehen werden kann – sind

\({\displaystyle {\vec {r}}_{s}={\frac {\sum _{i}m_{i}{\vec {r}}_{i}}{\sum _{i}m_{i}}}.}\)

Die Transformation von einem System in das andere ist im klassischen Fall eine Galilei-Transformation, im relativistischen Fall eine Lorentztransformation.

In der Astronomie wird das Schwerpunktsystem eines Mehrkörper-Problems baryzentrisches System genannt.

Literatur


Siehe auch











Kategorien: System | Theoretische Mechanik | Relativitätstheorie | Astronomisches Koordinatensystem | Kinematik




Stand der Informationen: 22.11.2020 03:31:17 CET

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