Drehbewegungen
Mechanik
Klasse 11, 12
- Warum zieht eine Eiskunstläuferin bei der Pirouette die Arme an?
- Welche Größen der Drehbewegung entsprechen Kraft, Masse und Impuls?
Schlau Fassung
Drehbewegungen
- Analogien zur geradlinigen Bewegung: Drehwinkel \(\varphi\), Winkelgeschwindigkeit \(\omega\), Winkelbeschleunigung \(\alpha\); Drehmoment \(M = F \cdot r\) ersetzt die Kraft, das Trägheitsmoment \(J\) die Masse.
- Grundgesetz der Drehbewegung: \(M = J \cdot \alpha\); Rotationsenergie: \(E_{rot} = \frac{1}{2} J \omega^2\).
- Drehimpulserhaltung: \(L = J \omega = \text{konst.}\) – zieht die Läuferin die Arme an, sinkt \(J\) und \(\omega\) steigt.
Aufgaben
- Erkläre mit der Drehimpulserhaltung, warum ein rohes Ei langsamer kreiselt als ein gekochtes.
Lösung
Beim rohen Ei rotiert das flüssige Innere verzögert mit – innere Reibung entzieht der Drehung Energie und Drehimpuls wird auf das Innere übertragen; das gekochte Ei rotiert als starrer Körper gleichmäßig weiter.