Physik Aufgabe Eiskunstläuferin?

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1 Antwort

Ohne äußeres Drehmoment gilt Drehimpulserhaltung.

(ein äußeres Drehmoment wäre, wenn z. B. der Partner der Eistänzerin ihr einen Schubs gibt oder wenn sie eine Kurve auf dem Eis läuft - hier bietet das Eis die nötige Gegenkraft)

Drehimpuls = Trägheitsmoment mal Winkelgeschwindigkeit

L = J * ω

wobei Winkelgeschwindigkeit = 2 mal Pi mal Frequenz:  ω = 2 π f

Rotationsenergie E_rot = 1/2 J ω²

(siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment#Zusammenhang_des_Tr.C3.A4gheitsmomentes_mit_Drehimpuls )

(Das Trägheitsmoment ist so gewählt worden, dass die Gleichungen möglichst ähnlich aussehen wie die entsprechenden Gleichungen für Impuls, Masse und Geschwindigkeit. Auch die Winkelgeschwindigkeit nimmt man, um möglichst einfache und möglichst bekannt aussehende Gleichungen zu erhalten.)

Zusatzaufgabe: Woher kommt die zusätzliche Energie?

(Irgendwo muss etwas gegen eine Kraft bewegt worden sein, damit die Energie größer sein kann.)

Danke für die Schnelle Antwort, das hilft zumindest ein bisschen, allerdings weiß ich ja gar nicht was J ist und dass ist eigentlich mein Hauptproblem. Ahja und zur Zusatzaufgabe: Ich schätze mal das mit der zusätzlichen Energie hat etwas mit der Zentrifugalkraft zu tun ?  

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@Invictu520

Zu 2.: Ja, die Eistänzerin zieht ihre Arme gegen die Zentrifugalkraft an.

Zu 1.: J ist das Trägheitsmoment. Das ist zunächst einfach die Größe, die für Drehbewegungen das ist, was die Masse für lineare Bewegungen ist. Aber im Gegensatz zur Masse bleibt das Trägheitsmoment nicht unbedingt erhalten.

D. h. J gibt an, wie viel Widerstand ein Körper gegen eine Änderung seiner Drehbewegung entgegensetzt.

J ist übrigens immer auf eine Achse bezogen.

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