Rotation

Lernziele

Sie wissen, welche Bewegungen ein starrer Körper ausführen kann
Sie kennen die formalen Gemeinsamkeiten zwischen der Translation und der Rotation

Die Bewegung des starren Körpers

Ein starrer, ausgedehnter Körper verändert seine Form nicht, wenn er sich bewegt. Somit lässt sich jede Bewegung eines starren Körpers zerlegen in eine Translation und eine Rotation um eine feste Achse.

Die Translation

Bei der Translation führt jeder Punkt des Körpers exakt die gleiche Bewegung aus. Die Geschwindigkeit (Betrag und Richtung) aller Punkte des Körpers ist gleich. Die Ausrichtung des Körpers im Raum bleibt gleich.

Die Rotation um eine feste Achse

Rotiert ein Körper um eine feste Achse, weisen alle Punkte des Körpers (mit Ausnahme der Punkte auf der Drehachse) dieselbe Winkelgeschwindigkeit $\omega$ auf. Die Orientierung des Körpers im Raum ändert sich.

Gegenüberstellung: Translation - Rotation

Die Bewegungsgleichungen und weitere mechanische Grössen der Rotation ähneln formal denjenigen der Translation. Wer die «Übersetzungstabelle» auswendig kennt, kann die Zusammenhänge der Rotation daraus ableiten.

Fragen

Welche Winkelgeschwindigkeit weist das Rad eines Velos nach 5 Sekunden auf, das aus der Ruhe mit einer Konstanten Winkelbeschleunigung von 2 s⁻² beschleunigt wird?

Antwort

Wie weit ist das Velo in den ersten 10 s gefahren? Der Raddurchmesser betrage 64 cm.

Antwort

Einteilung

In diesem Kurs werden folgende Lektionen behandelt:

Das Trägheitsmoment $J$
Lösen von Aufgaben mit der Rotationsenergie
Lösen von Aufgaben mit der Grundgleichung der Dynamik
Der Drehimpuls