Rotationsenergie

Rotations|energie,

 

die kinetische Energie, die ein starrer Körper aufgrund einer Rotationsbewegung besitzt; allgemein gilt (in Matrixschreibweise) E_rot = ½ ω^TJω (ω Vektor der Winkelgeschwindigkeit, der Index T bezeichnet die transponierte Matrix, J den Trägheitstensor). - Erfolgt die Rotation um eine feste Drehachse A mit der Winkelgeschwindigkeit ω, berechnet sich die Rotationsenergie zu E_rot = ½ J_Aω², wobei J_A das Trägheitsmoment bezüglich dieser Achse ist. Für eine einzelne Punktmasse m auf einer Kreisbahn mit dem Radius r beträgt die Rotationsenergie E_rot = ½ mω²r² und ist gleich der kinetischen Energie ½ mv² seiner Bahnbewegung mit der Geschwindigkeit v. - Die Rotationsenergie quantenmechanischer Objekte (z. B. eines rotierenden Moleküls oder eines Atomkerns) ist in diskrete Energieniveaus zu den jeweiligen Rotationszuständen gequantelt; z. B. gilt für ein zweiatomiges Molekül E_l = (h̶² / 2 J) · l (l + 1) (h̶ = h / 2π, h plancksches Wirkungsquantum, J Trägheitsmoment, l Gesamtdrehimpulsquantenzahl).