Kippt man die Achse eines rotierenden Rades, so erfährt es eine Drehbewegung senkrecht zu Drehmoment und Rotationsachse.
Untersuchen Sie dieses Verhalten anhand eines Speichenrades.
Präzession aufgrund von Drehmomenten
Grundlagen: Drehmoment und Drehimpuls
Jedes rotierende Objekt ist ein Kreisel mit einem Drehimpuls L = J ω
(J: Trägheitsmoment, ω: Winkelgeschwindigkeit)
Wirkt auf ein solches Objekt ein Drehmoment M, so versucht der Drehimpuls L
sich in Richtung des Drehmomentes auszurichten. Es gilt:
| Beispiel 1: rotierendes Rad Kippt man die Achse eines rotierenden Rades, so erfährt es eine Drehbewegung senkrecht zu Drehmoment und Rotationsachse. Untersuchen Sie dieses Verhalten anhand eines Speichenrades. |
|
Beispiel 2: Spielzeugkreisel
Zeigen Sie, dass ein idealer (reibungsfreier) Spielzeugkreisel sich
selbst aufrichtet.
Beispiel 3: Präzession der Erdachse
Die Schwerkraft der Sonne wirkt auf die rotierende Erde so, dass die
Rotationsachse sich aufrichtet. Dadurch führt die Erdachse eine
Präzessionsbewegung om die Senkrechte zur Bahnebene durch.
Informieren Sie sich über dieses Phänomen.