- Reduzierte Masse
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Wenn sich zwei Körper mit Massen m1 und m2 unter dem Einfluss einer verschwindenden Gesamtkraft bewegen, so lassen sich die Bewegungsgleichungen in die freie Bewegung des Schwerpunktes und das Ein-Körper-Problem der Relativbewegung aufspalten. Dabei bewegt sich der relative Abstand wie ein Teilchen, das die reduzierte Masse m hat,
Je nach Masse des schwereren Körpers hat die reduzierte Masse Werte zwischen m2 / 2 und m2. In wichtigen Fällen (Planetenbewegung, Bewegung eines Elektrons im Coulomb-Feld des Atomkerns) unterscheiden sich die Massen des schwereren und des leichteren Körpers um mehrere Größenordnungen. Dann ist die reduzierte Masse fast die Masse des leichteren Teilchens,
In vielen Lehrbüchern wird die reduzierte Masse mit dem griechischen Buchstaben µ abgekürzt.
Herleitung
Bei verschwindender Gesamtkraft lauten die Bewegungsgleichungen für die Orte und der beiden Körper
Summiert man beide Gleichungen, so erhält man für den Schwerpunkt
die Bewegungsgleichung
eines freien Teilchens. Also bewegt sich der Schwerpunkt gradlinig, gleichförmig,
Teilt man die Bewegungsgleichung der Teilchen durch die Massen und nimmt die Differenz, erhält man für den Abstand die Bewegungsgleichung
Er bewegt sich also wie ein Teilchen der reduzierten Masse m unter Einfluss der Kraft .
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