 Verfasst am: 21. Sep 2018 13:54 Titel: |
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So habe ich das nicht gemeint. Der Drehimpuls ist nicht IM gesamten System gleich, sondern der Gesamtdrehimpuls DES gesamten Systems ist konstant. Der Drehimpuls ist hier eine Erhaltungsgröße wie Massen, Energie, Ladung, etc. In meinem Beispiel wird der Gesamtdrehimpuls des Systems "Eiskunstläuferin" betrachtet; nicht z.B. der "Einzeldrehimpuls" einer Hand. Dieser kann sich nämlich ändern, ohne die Erhaltung des Gesamtdrehimpulses zu verletzen. Dein Gedankenexperiment zum Ballon ist jedoch richtig. Die Ablenkung kommt dann zustande, jedoch ist deine Argumentation nicht ganz richtig. Das ganze wird als Corioliskraft bezeichnet. |
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| Verfasst am: 21. Sep 2018 13:18 Titel: |
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| Danke für deine Antwort. Ja ich hatte den Drehimpulserhaltungssatz so verstanden, dass der Drehimpuls in einem geschlossenen System überall gleich ist, und der Drehimpuls sich aus dem Produkt von Radius, Masse und Bahngeschwindigkeit berechnen lässt und somit die Geschwindigkeit mit zunehmenden radius abnehmen muss. Ja genau wie du es beschrieben hast! Also nimmt die Geschwindigkeit eines steigenden Ballons doch mit der Höhe ab?
Gedankenexperiment: Wenn ich in einem Turm stehe, der nehmen wir mal an 1 km hoch ist ( Der Turm ist dazu gedacht um absolute Windstille zu generieren). Wenn ich dann einen Heliumballon steigen lasse, müsste dann, da sich die Erde Richtung Osten dreht, der Luftballon mit zunehmender Höhe nicht leicht Richtung Westen driften? |
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| Verfasst am: 21. Sep 2018 11:36 Titel: |
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| Die Frage ist zunächst was du als Geschwindigkeit bezeichnest. Wenn man hier die Bahngeschwindigkeit (in m/s) betrachtet, bewegen sich die einzelnen Luftschichten verschieden schnell. Das kannst du dir auch an einer Bahn im Leichtathletikstadion vorstellen: Wenn zwei Läufer immer auf der gleichen Höhe bleiben wollen, muss der auf der äußeren Bahn schneller laufen, da seine Strecke größer ist.
Wenn man dagegen hier die Winkelgeschwindigkeit betrachtet, sind die Luftschichten (sofern sie sich tatsächlich mitbewegen) alle gleich schnell. Die Winkelgeschwindigkeit beschreibt welchen Winkel der betrachtete Punkt (auf der Kreisbahn) pro Sekunde zurücklegt. Dies ist unabhängig vom Radius. Ich bin mir nicht ganz sicher, ob dir klar ist was die Drehimpulserhaltung aussagt. Für eine Erklärung gehen wir erstmal davon aus, dass der Drehimpuls der Erde (mit Atmosphäre) konstant ist. Der Drehimpuls ist im einfachsten Fall das Produkt aus Trägheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit. Wenn der Drehimpuls konstant ist, ist das Produkt aus Trägheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt gleich. Wenn du nun deinen Ballon steigen lässt, wird das Trägheitsmoment der Erde größer. (Wenn dich das weiter interessiert, kannst du mal nach dem Steinerschen-Satz suchen). Da nun aber das Produkt konstant bleiben soll, muss die Winkelgeschwindigkeit kleiner werden. Das gleiche passiert übrigens auch, wenn eine Eiskunstläuferin ihre Rotationsgeschwindigkeit durch Ausstrecken/Einziehen der Arme ihre Rotationsgeschwindigkeit ändert. |
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| Verfasst am: 21. Sep 2018 11:21 Titel: Drehimpuls |
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| Meine Frage: Hallo, es heißt ja dass die Atmosphäre sich mit der Erdrotation, also am Äquator um 1,666 km/h dreht. Nun hab ich weitergelesen, dass die Erdatmosphäre sich in allen Schichten gleich schnell mitdreht. Nun ist meine Frage inwiefern diese Annahme mit dem Drehimpulserhaltungssatz vereinbar ist? Meine Ideen: Ich les meistens nämlich immer den Vergleich mit einem Zug, wo man ja auch immer gleich schnell ist wie der Zug. Aber der Zug rotiert ja nicht. Wenn ich mir eine Person anschaue, die ein Kleid trägt und sich dreht , dann dreht sich das Kleid aussen ja auch etwas langsamer als das Kleid näher zur drehenden Person, was aufgrund von trägheit und Drehimpulserhaltungssatz so ist. Wenn ich als Experiment, bei absoluter Windstille, einen 100 m hohen Luftballon o.ä in die luft lasse, müsste ich nicht, auch wenn es nur minimal ist, denselben Effekt wie bei dem Kleid sehen? |
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