Rotation – Lernwege
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Was ist die Lorentzkraft?
Rotation – Lexikoneinträge
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Der Drehimpuls \(\vec L\) gibt bei einer Rotationsbewegung Stärke, Drehsinn und Richtung der Rotationsachse an. Er entspricht in vielem dem „normalen“ Impuls \(\vec p\) bei der geradlinigen Bewegung . entspricht. Ein Massenpunkt der Masse m , der sich mit der Geschwindigkeit \(\vec v\) auf einer Kreisbahn mit dem Radius r bewegt, hat den Drehimpulsbetrag \(L = r \cdot m \cdot v = r \cdot p\) L ist umso größer, je größer der Impuls des Körpers und je weiter entfernt er sich von der Drehachse befindet. Für ein System aus mehreren Massen, die um eine Drehachse kreisen (z. B. ein sich...
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Das Drehmoment \(\vec M\) gibt bei einer Rotationsbewegung die zeitliche Änderung des Drehimpulses \(\vec L\) an, d. h., ein Drehmoment bewirkt, dass sich Tempo und/oder Orientierung und Richtung der Drehachse ändern (noch anders gesagt: ein Drehmoment beschleunigt oder bremst eine Drehung): \(\vec M = \dfrac{\text d \vec L}{\text d t} = \dot{\vec L}\) Damit spielen Drehmoment und Drehimpuls bei Rotationen dieselbe Rolle wie Kraft und Impuls bei linearen Bewegungen. Vektoriell berechnet man das Drehmoment als Kreuzprodukt aus der angreifenden Kraft \(\vec F\) und dem Abstandsvektor \(\vec...
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Ein Kreisel im physikalischen Sinn ist ein starrer Körper , der sich um einen Achse dreht, die nicht notwendigerweise räumlich fixiert ist. Spielzeugkreisel wie auch technische Kreisel ( Kreiselkompass , Gyroskop ) besitzen meist Rotationssymmetrie bezüglich der Drehachse. Bei der Einwirkung von Kräften bzw. Drehmomenten auf einen Kreisel treten eigentümliche Erscheinungen auf. Versucht man nämlich, die Drehachse eines Kreisels zu kippen, weicht diese seitlich aus: Der Kreisel kippt in die zur Drehachse und zur einwirkenden Kraft \(\vec F\) senkrechte Richtung (also in die Richtung des...
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Eine Torsion (von lat. torquere „drehen“), auch Verdrehung oder Verdrillung , ist eine schraubenartige Verformung , die entsteht, wenn an einem Körper an zwei Stellen entgegengesetzt gerichtete Drehmomente angreifen – z. B. wenn man die beiden Enden eines Fadens in entgegengesetzte Richtung verdreht. Wenn die Verformung elastisch ist, tritt ein rücktreibendes Drehmoment auf, und der Faden vollführt eine Drehschwingung ( Torsionsschwingung ). Solch eine Torsionsschwingung nutzt man beim Drehspiegelinstrument aus: Ein an einem Torsionsfaden aufgehängter Spiegel wirft einen Laserstrahl auf einen...
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Das Trägheitsmoment J ist ein Maß für den Widerstand, den ein Körper der Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit entgegensetzt. Es spielt damit bei einer Drehbewegung die gleiche Rolle wie die (träge) Masse bei einer Translationsbewegung . Dies lässt sich herleiten, wenn man die kinetische Energie \(E_\text{kin} = \dfrac 1 2 mv^2\) eines rotierenden mit Masse m in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit \(\omega = v/r\) ausdrückt, also seine berechnet: \(E_\text{rot} = \dfrac 1 2 mr^2\omega^2\) Die Dimension des T. ist somit Masse mal Länge zum Quadrat, die SI-Einheit \(\text{kg}\times\text...