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Nachricht |
Fragenfreund
Gast
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 Fragenfreund Verfasst am: 07. Nov 2018 20:04 Titel: Rotation von Körpern |
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Meine Frage:
Hallo zusammen!
Ich habe da eine Frage. Wenn ich einen Körper im Weltraum anstoße und dies nicht im Schwerpunkt tue, so fängt er an um seinen Schwerpunkt zu rotieren. Warum ausgerechnet um den Schwerpunkt?
Meine Ideen:
Ist es, weil dort die Trägheitsmoment am kleinsten sind?
Dreht er sich nur um den Schwerpunkt nachdem die Kraft gewirkt hat, oder ebenfalls wenn die Kraft wirkt? Wenn ich z.B. ein Handy auf der ISS anstoße, so müsste es sich ja eigentlich während ich die Kraft mit meinem Finger auf das Handy übertragen, sich dieses um meinen Finger drehen, oder?
Viele Grüße! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 08. Nov 2018 19:43 Titel: |
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Der Körper rotiert um seine Hauptträgheitsachse. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5866
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| Myon Verfasst am: 08. Nov 2018 20:44 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Der Körper rotiert um seine Hauptträgheitsachse. |
Weshalb, und welche Hauptträgheitsachse - es gibt immer mindestens drei?
Nein, wie sich der Körper dreht, hängt vom Punkt und der Richtung ab, wie der Körper angestossen wird.
Allgemein kann man eine Bewegung eines starren Körpers immer als eine Translation eines beliebigen Bezugspunkts und einer Drehung um diesen Bezugspunkt sehen. Insofern ist es auch nicht richtig, wenn man sagt, dass der Körper sich um seinen Schwerpunkt dreht. Wählt man als Bezugspunkt den Schwerpunkt, wird es allerdings in dem Sinn einfacher, als dass der Schwerpunkt sich nach dem Anstossen gleichmässig fortbewegt (folgt aus dem Schwerpunktsatz). Die Drehachse ist nach dem Anstossen i.a. nicht konstant (Nutation), konstant ist die Drehimpulsachse. Die Drehachse ist dann konstant, wenn die Drehung um eine stabile Hauptachse - die Hauptachse mit dem grössten oder mit dem kleinsten Trägheitsmoment - erfolgt. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 09. Nov 2018 04:19 Titel: |
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Eine Drehung des Körpers um den Schwerpunkt erfordert keine resultierende äußere Kraft -> schwerpuntksbeschleunigung null.
| myon hat Folgendes geschrieben: | | Allgemein kann man eine Bewegung eines starren Körpers immer als eine Translation eines beliebigen Bezugspunkts und einer Drehung um diesen Bezugspunkt sehen. |
Das wäre m.E. in etwa so wie wenn ich sagen würde, der Stillstand eines Körpers lässt sich auch anders formulieren als gleichzeitige Beschleunigung nach links und nach rechts.
| Zitat: | Insofern ist es auch nicht richtig, wenn man sagt, dass der Körper sich um seinen Schwerpunkt dreht.
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dann wäre es insofern auch nicht richtig das der Körper stillsteht.
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18062
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| TomS Verfasst am: 09. Nov 2018 07:06 Titel: Re: Rotation von Körpern |
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| Fragenfreund hat Folgendes geschrieben: | | Wenn ich einen Körper im Weltraum anstoße und dies nicht im Schwerpunkt tue, so fängt er an um seinen Schwerpunkt zu rotieren. |
Das ist i.A. nicht der Fall.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Fragenfreund
Gast
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| Fragenfreund Verfasst am: 10. Nov 2018 14:17 Titel: |
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Danke zusammen für eure Antworten und die Diskussion!
Leider bin ich mir jetzt immer noch unsicher, um welchse Achse der Körper eigentlich dreht.
Nehmen wir ein Beispiel. Ich stoße ein Lineal im Weltraum mit meinem Finger an. Worum dreht sich das Lineal während die Kraft wirkt und worum, wenn diese Kraft nicht mehr wirkt. Beim letzteren bin ich mir recht sicher, dass sie um die Schwerachse im Schwerpunkt rotieren muss. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 10. Nov 2018 22:49 Titel: |
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Wie Myon schon geschrieben hat.
| myon hat Folgendes geschrieben: | | Allgemein kann man eine Bewegung eines starren Körpers immer als eine Translation eines beliebigen Bezugspunkts und einer Drehung um diesen Bezugspunkt sehen. |
Du kannsd also immer alles als eine Drehung um den Schwerpunkt plus Translation des Schwerpunktes sehen.
Nehmen wir mal den einfachen Fall her.
Rad rollt auf der Ebene. Wie wäre es denn da für dich?
Dreht sich das Rad um den Schwerpunkt und der Schwerpunkt bewegt sich entlang der Ebene für dich.
Der momentane Drehpunkt für eine Zeitspanne dt wäre aber eigentlich der Auflagepunkt, weil dort die Geschwindigkeit null ist, und der Punkt ruht.
Es wäre von den Geschwindigkeitsverhältnissen so als würde sich das ganze um den Auflagepunkt drehen.
M.E. ist aber für die wirkliche Drehung um den Auflagepunkt, eine Zentripetalkraft notwendig, da sich die Schwerpunktsgeschwindigkeit bezüglich des Punktes über dt auch verändern müsste, das ist aber nur meines Erachtens so. Ich müsste hier mit zwei Kräften und zwei Beschleunigungen argumentieren, die sich gegenseitig aufheben damit die Schwerpunktsgeschwindigkeit gleich bleibt, deswegen oben die Anspielung.
Wenn du das Lineal nach dem Kraftstoss hernimmst wird die Schwerpunktsgeschwindigkeit gleich bleiben und das Lineal sich um den Schwerpunkt drehen, wenn du die momentane Drehachse auf Basis wo ist der Punkt mit Geschwindigkeit null suchst wird auch der ausserhalb des Schwerpunktes liegen, wie beim Rad.
Das ist Ansichtssache.
Während des Kraftstosses kannsd du natürlich auch alles als eine winkelbeschleunigte Drehung um den Schwerpunkt sehen plus eine beschleunigungte Translation des Schwerpunktes.
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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Fragenfreund
Gast
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| Fragenfreund Verfasst am: 12. Nov 2018 11:49 Titel: |
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Danke VeryApe für die Erläuterungen!
Mit anderen Worden:
Während die Kraft wirkt, dreht sich das Lineal um meinen Finger.
Sobald sie nicht mehr wirkt, so hat das Lineal eine konstante Schwerpunktgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit. Das Lineal dreht sich um seinen Schwerpunkt dabei.
Wie genau meinst du das, dass die Geschwindigkeit beim Auflagepunkt null ist? Welche Geschwindigkeit meinst du? |
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