Kreisel und Präzession

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 Präsentation transkript:

Kreisel und Präzession Kreisel sind rotierende, rotationssymmetrische Körper

Einteilung der Kreisel Kräftefreie Kreisel Kreisel unter Wirkung eines Drehmoments führen eine Präzessions-Bewegung aus

Versuche zum Kreisel Luftkissenkreisel mit Lagerung im Schwerpunkt Bewegung unterschiedlicher Spielzeug-Kreisel

Der kräftefreie Kreisel Raumfester Drehimpuls Winkel-geschwindig-keit Figurenachse

Eigenschaften des idealen, kräftefreien Kreisels Lagerung im Schwerpunkt Figurenachse ist Achse des größten Trägheitsmoments Drehachse ist gleich der Figurenachse

Kreisel mit Drehmoment, erzeugt z. B. durch das Schwerefeld Drehimpuls bei freier Rotation Drehimpuls Schwerkraft Schwer-kraft

Kreisel mit Drehmoment senkrecht zur Achse Drehimpulse sind Vektoren und lassen sich als solche addieren Das Drehmoment ist die Ableitung des Drehimpulses nach der Zeit Das Produkt aus Zeitintervall und Drehmoment ergibt die Änderung des Drehimpulses

Kreisel mit Drehmoment: Präzession Resultierender Drehimpuls Drehimpuls Schwerkraft Beitrag des Drehmoments zum Drehimpuls: Drehimpuls bei freier Rotation

Versuche zur Präzession Luftkissenkreisel mit Schwerpunkt oberhalb der Lagerung Einseitig aufgehängte Schwungscheibe im Schwerefeld Einseitige Lagerung des rotierenden Vorderrads eines Fahrrads

Drehimpuls-Erhaltung am Foucaultschen Pendel, Inertialsystem Die Erde dreht sich „unter dem schwingenden Pendel hinweg“ Man erkennt: Das Labor auf der Erde ist ein rotierendes Bezugsystem Es ist kein „Inertialsystem“ in einem Inertialsystem wirken auf einen in diesem System ruhenden Körper keine Trägheitskräfte