Quergeschwindigkeit

Quergeschwindigkeit bezeichnet in der Physik die Komponente einer Geschwindigkeit, die senkrecht zu einer festgelegten Referenzrichtung steht. Wenn die Referenzrichtung entlang der x-Achse gewählt wird, lässt sich der longitudinale Anteil mit v_L = v_x und der quergestellte Anteil mit v_T = sqrt(v_y^2 + v_z^2) definieren. Der Gesamtspeed erfüllt v^2 = v_L^2 + v_T^2.

Die Quergeschwindigkeit ist charakteristisch für Situationen, in denen eine Bewegungsrichtung durch eine Hauptachse bestimmt wird, während Bewegungen in der senkrechten Ebene separat betrachtet werden. In vielen Anwendungen ist sie frame-abhängig und wird häufig zusammen mit dem longitudinalen Anteil verwendet, um den Gesamtimpuls oder die Dynamik eines Systems zu beschreiben.

Wichtige Anwendungsgebiete sind unter anderem:

- Mechanik von Wellen: Bei transversalen Wellen bewegt sich das Teilchen transversal zur Ausbreitungsrichtung, wodurch die Quergeschwindigkeit eine zentrale Größe zur Beschreibung der lokalen Bewegung wird.

- Strömungs- und Fluiddynamik: In Strömungen mit einer Hauptgerichtetheit wird die Komponente der Geschwindigkeit senkrecht dazu oft als Quergeschwindigkeit bezeichnet, etwa in Scherfeldern oder Turbulenzanalysen.

- Hochenergie- und Teilchenphysik: Hier wird oft von transversaler Geschwindigkeit gesprochen, insbesondere im Zusammenhang mit Transversalimpuls p_T, der durch p_T = γ m v_T definiert ist.

- Astrophysik und Plasmaforschung: Querbewegungen relativ zu Magnetfeldern oder Achsen spielen eine Rolle bei der Beschreibung von Driften, Turbulenzen und Feldwechselwirkungen.

Zusammenfassend dient die Quergeschwindigkeit zur Beschreibung der perpendicularen Bewegungskomponente eines Systems im Gegensatz zur longitudinalen Komponente, wobei sie je nach Kontext unterschiedliche Bedeutungen und Messgrößen haben kann.