Drehimpuls

Physikalische Größe
Name	Drehimpuls, Drall
Größenart	Wirkung
Formelzeichen	${\displaystyle {\vec {L}},{\vec {J}}}$
Größen- und Einheitensystem Einheit Dimension SI kg·m2·s−1 = N·m·s M·L2·T−1

Der Drehimpuls oder Drall, veraltet: Impulsmoment, ist eine grundlegende physikalische Größe, die den rotatorischen Bewegungszustand eines physikalischen Objekts um einen Bezugspunkt herum beschreibt. Damit steht der Drehimpuls für das, was in der Umgangssprache unter „Drall“ oder „Schwung“ verstanden wird. Sein Formelzeichen ist ${\displaystyle {\vec {L}}}$. In der Technischen Mechanik wird er bei Bezugspunkt ${\displaystyle A}$ meist mit ${\displaystyle {\vec {L}}^{(A)}}$ bezeichnet. Die Einheit im Internationalen Einheitensystem SI ist kg·m²·s⁻¹ = N·m·s.

Der Drehimpuls hat mit dem Flächensatz eine anschauliche Interpretation: Er ist das Produkt aus der Masse des (punktförmig gedachten) Teilchens und der vektoriellen Flächengeschwindigkeit seines Fahrstrahls um den Bezugspunkt, multipliziert mit zwei (siehe nebenstehende Abbildung). Die radiale Geschwindigkeitskomponente – in Richtung zum Bezugspunkt oder von ihm weg – trägt nicht zum Drehimpuls bei, siehe auch den Abschnitt Ebene Bahn, Flächensatz..

Der Drehimpuls ist eine additive vektorielle Größe, wobei zu beachten ist, dass physikalisch sinnvoll nur Drehimpulse bezüglich desselben Bezugspunkts addiert werden können. Der Gesamtdrehimpuls eines Objekts mit mehreren Bestandteilen ist die Vektorsumme der Drehimpulse seiner Teile. Sein Betrag ist das Produkt aus Masse, Abstand vom Bezugspunkt und zirkularer Geschwindigkeit um diesen herum, aufsummiert über alle Teilchen des Körpers. Die Richtung des Drehimpulsvektors ist die gemittelte spezifische vektorielle Flächengeschwindigkeit seiner Teilchen um den Bezugspunkt. Der Drehimpuls ist daher meist nicht parallel zur Winkelgeschwindigkeit des Körpers. Er lässt sich in zwei Komponenten zerlegen: den Bahndrehimpuls und den Eigendrehimpuls, siehe Abschnitt Bahn- und Eigendrehimpuls. Anders als der Impuls ist der Drehimpuls ein Pseudovektor, das heißt, er ändert seine Richtung bei einer Raumspiegelung nicht, kehrt sich jedoch bei bloßer Umkehrung der Bewegungsrichtung ebenfalls um, siehe Abschnitt Verschiebung, Drehung, Spiegelung..

Für jeden fest gewählten Bezugspunkt gilt die Drehimpulserhaltung, das heißt: Ein Objekt, auf das von außen keine Drehmomente um den Bezugspunkt ${\displaystyle A}$ wirken, behält seinen Gesamtdrehimpuls um ${\displaystyle A}$ nach Betrag und Richtung bei, siehe Abschnitt Drallsatz. Die Drehimpulserhaltung gilt auch für den Bahn- und Eigendrehimpuls. Üben zwei ungebundene Objekte wechselseitige Momente aufeinander aus, z. B. bei einem exzentrischen Stoßvorgang, ändern sich ihre beiden Drehimpulse in entgegengesetzter Weise so, dass ihre Summe erhalten bleibt und das bezüglich jedes Bezugspunkts.

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