Kann sich ein Objekt mit einen Impuls gleichzeitig um mehrere Achsen drehen?
Also nehmen wir an das Objekt ist eine Eisenkugel (in sich starr), kann sich dieses Objekt gleichzeitig um 3 oder mehrere Achsen drehen? Wenn ja kann sich dann dieses Objekt mit nur einem Impuls (in diesen Fall eine wirkende Kraft) gleichzeitig um mehrere Achsen drehen? Oder ist es aber gar möglich wenn sich ein solches Objekt gleichzeitig um mehrere Achsen dreht, eine einzelne Starre Achse rauszuzeichnen?
4 Antworten
ein sich drehendes Objekt hat einen Drehimpuls. Ein Drehimpuls ist ein Vektor, hat also eine Richtung, also hat der Körper nur eine Drehachse. Dreht man den Körper um zwei (oder mehr) Achsen, so gibt man ihm zwei oder (mehrere) Drehimpulse. Drehimpulse (Vektoren) addieren sich zu einem resultierenden Drehimpuls, also gibt es effektiv doch nur eine resultierende Drehachse. Das alles gilt unter der Annahme, dass der Drehimpuls konstant ist, also kein Drehmoment wirkt. Ein Drehmoment verändert einen vorhandenen Drehimpuls. Das kann wieder aufgefasst werden als die Addition eines zusätzlichen Drehimpulses. Das würde aber auch nur zu einer Verschiebung der einen Drehachse führen.
Ja, solange die Kraft nicht orthogonal zu einer festen Achse wirkt.
Ja, es ist die Achse, die orthogonal zur Kraft steht.
Die Bewegung eines starren Körper wird mechanisch durch die Summe aller einwirkenden Kräfte und die Summe aller einwirkenden Momente beschrieben.
Wenn du jetzt drei Drehmomentvektoren addierst, kommt wieder nur ein Vektor raus. Die Kugel dreht sich also nur um eine Achse.
Ich vermute, du hast bei der Überlegung eine "eiernde Achse" vor Augen. Wie bei einem auslaufenden Kreisel. Das gibt es auch. Man nennt es Präzession. Dafür ist aber noch eine zusätzliche Kraft nötig, die das bestehende Drehmoment ändern will.
So, hab endlich mal was bei Wikipedia gefunden, was man als Quelle heranziehen kann:
http://de.wikipedia.org/wiki/StarrerK%C3%B6rper#AllgemeineBewegungenstarrerK.C3.B6rper
Da steht mal ganz explizit, dass sich starre unbeschleunigte Körper nur um eine Achse drehen können - also wie es bei Meteoren der Fall ist :-)
Nein. Ein Impuls kann nur eine Richtung haben. Es wären mehrere Impulse aus verschiedenen Richtungen nötig. Dann überlagern sich die Drehungen.
Ich vermute, dass ein eiernder Kreisel Kräfte auf die Tischplatte ausübt. Würde man diese entfernen (im Weltraum), könnte man den Kreisel an einer festen Achse "aufspießen", ohne dessen Drehverhalten zu beeinflussen...
Ich habe den Nahmen der Kraft nicht gefunden, aber das ist doch das gleiche Phänomen, wie bei einer Frisbee: Die Rotation sorgt für eine Stabilisation der Achse und man kann diese nur verändern, indem man von außen einen Impuls rein gibt.
Die Frage ist aufgekommen, weil wir so einen dämlichen Action-Film gesehen haben. Zitat: "Der Meteor rotiert jetzt um alle drei Achsen!" Ich glaube, dass das nicht geht :D