Drehimpuls und Rotationsenergie

Raipull · Anmeldungsdatum: 13.12.2018 Beiträge: 56

Meine Frage:
Ein Hammerwerfer zieht bei gleichförmiger Rotation den Hammer zu sich. Ändert er seinen Drehimpuls, die Rotationsenergie oder beides.

Meine Ideen:
Meine Antwort wäre. Bei dem Hammerwerfer ändert sich nur die Rotarionsenergie. Der Drehimpuls bleibt gleich.
Begründung,: ,, Da der Vektor des Drehimpulses die gleiche Richtung wie die Winkelgeschwindigkeit hat, gilt der Drehimpulserhaltungssatz. Ist die Masse ( Arme,Hammer ) weit, dann ist das Trägheitsmoment hoch. Ist die Masse nah ist das Trägheitsmoment klein. Die winkelgeschwindigkeit ändert sich, da das Produkt aus Trägheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit gleich bleiben muss. Aus der Rotationsenergie Formel erkennt man ( F Rotation gleich 0,5 * J * Winkelgeschwindigkeit zum Quadrat ) , dass sich die Winkelgeschwindigkeit im verhältnis zum Trägheitsmoment im Quadrat erhöht also erhöht sich auch die Rotationsenergie.

Kann ich meiner Tochter das so erklären? mit dem zweiten Teil bei der Begründung der Rotationsenergie bin ich noch im zweifel. Wird der Physiklehrer meine Begründung akzeptieren oder geht das besser?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5866

M.E. besser: der Drehimpuls des Hammers bezogen auf den „Drehpunkt“, also die Person, ändert nicht, da kein Drehmoment auf den Hammer wirkt. Die Wirkungslinie der Kraft auf den Hammer geht durch die Person, somit hat die Kraft kein Drehmoment bezogen auf diesen Punkt.

Die Rotationsenergie nimmt hingegen zu. Das sieht man am einfachsten, wenn man sie schreibt als

wobei I das Massenträgheitsmoment des Hammers wäre, also r^2*m. Wird der Hammer herangezogen, nimmt I ab und

zu.

Die Zunahme der Rotationsenergie ist gleich der Arbeit, die der Hammerwerfer leistet, wenn er denn Hammer gegen die Zentrifugalkraft (in seinem rotierenden Bezugssystem) zu sich heranzieht.

Vielleicht noch zu:

Raipull · Anmeldungsdatum: 13.12.2018 Beiträge: 56

okay danke , werde ic berücksichtigen bei der erklärung für meine Tochter