Physik · Klasse 10
Drehimpuls — Klasse 10 Mechanik
Warum sich eine Eiskunstläuferin schneller dreht, wenn sie die Arme anlegt — und was Trägheitsmoment mit Masse zu tun hat.
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Worum es geht
In der geradlinigen Bewegung gibt es den Impuls: Masse mal Geschwindigkeit. Bei Drehungen gibt es dazu ein Gegenstück, den Drehimpuls — und der bleibt genauso erhalten, wenn von außen kein Drehmoment wirkt.
Trägheitsmoment statt Masse
Bei einer Drehung genügt die Masse allein nicht. Es kommt darauf an, wo die Masse sitzt: Masse weit außen ist schwerer in Drehung zu versetzen als Masse nahe der Achse. Diese Größe heißt Trägheitsmoment. Sie hängt vom Abstand quadratisch ab — deshalb wirkt sich Verschieben nach außen so stark aus.
Die Eiskunstläuferin
Sie zieht die Arme an. Ihre Masse bleibt gleich, aber ein Teil davon rückt näher an die Drehachse: Das Trägheitsmoment sinkt. Da der Drehimpuls erhalten bleibt, muss die Winkelgeschwindigkeit steigen — sie dreht sich schneller.
Das ist kein Kraftakt, sondern eine Folge der Erhaltung. Sie „macht“ die Drehung nicht schneller, sie ändert nur die Verteilung ihrer Masse.
Wo das noch auftaucht
- Der Turmspringer, der sich für die Salti zusammenrollt
- Das Fahrrad, das aufrecht bleibt, solange die Räder sich drehen
- Planeten, die im sonnennahen Bahnabschnitt schneller laufen
Im Bildungsplan
Baden-Württemberg, Physik Klasse 10, Mechanik. Vorbereitung auf die Erhaltungssätze in der Kursstufe.
