Ein Hammerwerfer zieht bei gleichförmiger Rotation den Hammer zu sich, ändert er seinen Drehimpuls, seine Rotationsenergie oder beides?

1) Drehimpuls kann nicht geändert werden, da der Hammerwerfer nur Kräfte parallel zum Seil ausüben kann, und weil das Drehmoment das Kreuzprodukt M = r × F ist und dieses bei parallelen r und F Null ist, ist auch das Drehmoment 0, und da da das Drehmoment die Änderung des Drehimpulses ist, ändert sich dieser nicht.

2) Die zur Kinetischen Energie und Impuls analogen Beziehungen E = 1/2 • m • v² und p = m • v heißen hier

E = 1/2 • J • omega² und L = J • omega,

wobei J das Trägheitsmoment, omega die Winkelgeschwindigkeit und L der Drehimpuls ist. Auflösen der zweiten Gleichung nach omega und Einsetzen in die erste liefert

E = 1/2 • L² / J

Hier sieht man: Wenn der Hammer an den Körper gezogen wird, dann wird das Trägheitsmoment J kleiner, und weil es im Nenner steht, wird E damit größer.

3) Aus L = J • omega und konstantem L folgt, dass die Winkelgeschwindigkeit omega dabei größer wird, dies ist der Effekt bei Eiskunstläuferin.

Ich denke, es gilt folgendes:

Der Drehimpuls bleibt gleich, da keine zusätzliche Kraft in Rotationsrichtung aufgebracht wird. Die Rotationsenergie muss dabei größer werden, denn der Hammerwerfer zieht den Hammer entgegen der Zentrifugalkraft zu sich und bringt dabei eine Energie auf.

Die Mechanik-Themen aus der Schule sind aber schon eine Weile her. Deshalb lass ich mich gerne korrigieren, wenn was falsch sein sollte. Dann aber bitte mit Erklärung.

Drehimpuls rechts oder links bleibt und rotationsenergie wird kleiner ( nahe körperhaltung)...den der hammer fliegt weiter , wenn er die Arme vom Körper weghält