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Eine Zentralkraft ist eine physikalische Kraft, die immer auf einen festen Punkt (das Kraftzentrum Z) zeigt. Die Schwerkraft und die Coulomb-Kraft stellen Beispiele für Zentralkräfte dar. Genau genommen hängt es vom Bezugssystem ab, ob die genannte Definition zutrifft; so ist etwa die Schwerkraft nur im Schwerpunktsystem (und allen relativ zu diesem ruhenden Systemen) eine Zentralkraft.

In einem Bezugssystem mit dem Ursprung in Z bleibt der Drehimpuls \mathbf L eines Massenpunktes, der sich unter dem Einfluss einer Zentralkraft bewegt, erhalten:

Für die Kraft gilt

\mathbf F(\|r\|) = F(\|r\|) \frac{\mathbf r}{\|\mathbf r\|}

und für den Drehimpuls

\mathbf L := m\; \mathbf r \times \dot{\mathbf r}

also

\frac{\mathrm d \mathbf L}{\mathrm d t} = m \left (\dot{\mathbf r} \times \dot{\mathbf r} + \mathbf r \times \ddot{\mathbf r} \right ) = \mathbf r \times \mathbf F = \mathbf 0

Die Bewegung bleibt also in der Ebene, in der die Anfangswerte von \mathbf r und \dot{\mathbf r} liegen.

Siehe auch: Zentripetalkraft

Physik | Mechanik

central force | mouvement à force centrale | 中心力

 

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