Informationen zum Video
Videobeschreibung
In diesem Video lernst du den Drehimpuls kennen. Zuerst wird der Impuls wiederholt und dann bekommst du eine Einführung in den Drehimpuls. Anhand von zwei Beispielen wird dir klar werden wovon der Drehimpuls abhängt. Für den Spezialfall eines Massenpunktes auf einer Kreisbahn lernst du sogar wie man seinen Betrag berechnen kann. Das Video gibt lediglich eine Einführung über den Drehimpuls, es soll dir ein Gespür für diese physikalische Größe geben. Dazu eignet sich vor allem das Beispiel der Pirouette bei einer Eiskunstläuferin.
Der Tutor:
Niklasboller
Fachliche Einordnung:
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Du hast recht, bei der Eiskunstläuferin handelt es sich um die Rotation eines starren Körpers. Das Video handelt allerdings nicht nur von Punktmassen sondern vom Drehimpuls, und der spielt ja in beiden Fällen eine Rolle. Die Punktmasse auf der Kreisbahn ist auch nur ein besonders einfacher Spezialfall eines starren Körpers mit dem Trägheitsmoment J=m*r^2. Zusammen mit der Beziehung zwischen Bahngeschwindigkeit und Kreisfrequenz omega=v/r eingesetzt in die Drehimpulsformel für den starren Körper L=J*omega ergibt die Punktmassenformel L=m*v*r!
Du siehst also, ganz fehl am Platz ist das Beispiel nicht, ich kann deine Verwirrung aber verstehen. Vielleicht hätte in dem Video noch deutlicher betont werden sollen das die angegebene Formel nur für Punktmassen auf einer Kreisbahngilt.
Vielen Dank, ich glaube, ich hab das jetzt verstanden. Es geht in dem Video eigentlich um Punktmassen, für die die Formel L=mvr gilt. Ich finde im Nachhinein das Beispiel mit der Pirouette etwas verwirrend, denn bei der Eiskunstläuferin handelt es sich um die Rotation starrer Körper um eine Achse, stimmt's? Da gilt eine andere Formel, nämlich L= J*omega. Richtig?
@Elisbeth1: Die Formel L=m*r*v gilt NICHT für die Eiskunstläuferin. Sie gilt nur für einen Massenpunkt der Masse m der sich mit der Geschwindigkeit v auf einer Kreisbahn mit Radius r bewegt. Die Eiskunstläuferin ist vielleicht dünn wie ein Strich, aber ich würde sie trotzdem nicht als Massenpunkt bezeichnen :-). Also, was ändert sich bei der Eiskunstläuferin? Vernachlässigen wir die Reibung ist ihr Drehimpuls erhalten, L=konst., dies ist die Kernaussage des Videos. Ihre Masse ändert sich auch nicht - nur weil sie ihre Arme anzieht wird sie ja nicht leichter.
Aber ihre Massenverteilung ändert sich, sie rückt durch das Anziehen der Arme näher an die Drehachse, als Folge erhöht sich ihre Drehgeschwindigkeit. Der Drehimpuls der Eiskunstläuferin hängt also von der Massenverteilung und der Drehgeschwindigkeit der Eiskunstläuferin ab. Ändert man eine der beiden Größen, so muss sich die Andere in dem Maße ändern, das der Drehimpuls konstant bleibt. Leider kann ich dir keine Formel hierzu angeben, denn die Größe, die die Massenverteilung beschreibt - das Trägheitsmoment, kann nicht ohne Integralrechnung definiert werden, und Integralrechung wirst du erst in der 11. Klasse in Mathematik lernen....
Falls du es aber nicht abwarten kannst, dann schau dir doch mal diese Videos an:
http://www.sofatutor.com/physik/videos/das-traegheitsmoment-j
http://www.sofatutor.com/physik/videos/der-drehimpuls-l
Glg Nikolai
Ich verstehe das mit der Massenverteilung nicht ganz. Wenn die Eiskunstläuferin die Arme an den Körper zieht: was ändert sich dann: m oder r, oder beides? Bleibt L in beiden Fällen gleich? Die Geschwindigkeit ändert sich ja auf jeden Fall. Aber eigentlich ändern sich doch alle Größen: m und r in Bezug auf die Drehachse und v und L?
Vielen Dank!