Arbeitsblatt Rotationsbewegung

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Arbeitsblatt Rotationsbewegung

Arbeitsblatt Rotationsbewegung

1 Vervollständigen Sie die folgende Tabelle:

Translationsbewegung

Rotationsbewegung

Größe Symbol Einheit Größe Symbol Einheit

Länge s m

Masse m kg

Zeit t s

Geschwindigkeit v (= ds/dt)

m/s

Beschleunigung a (= dv/dt) m/s²

Kraft F (= m a) N (=kg m/s²)

Impuls p (= m v) Ns (=kg m/s)

Arbeit W (= F s) J (=Nm)

Energie E (= 1/2 m v²) J

2 Welche Erhaltungssätze gelten bei Translations- und Rotationsbewegungen?


3 Am Beispiel zweier Turner werden die Zusammenhänge der in der Tabelle zu ergänzenden

Größen erläutert.

Turner 1 turnt am Boden einen gestreckten Salto, Turner 2 einen eineinhalbfachen Salto in

die gestreckte Rolle. Die Körperhaltung bleibe ab dem Ende des Absprungs (Abflug) bis

zur Landung unverändert.

Zum Abflugzeitpunkt liegen folgende Anfangsbedingungen vor:

Turner 1 Turner 2

Masse des Turners m = 68 kg m = 75 kg

Massenträgheitsmoment J = 12 kg m² J = 13 kg m²

KSP-Höhe h = 0,9 m h = 0,95 m

Vertikale Abfluggeschwindigkeit voz = 3 m/s voz = 4 m/s

Horizontale Abfluggeschwindigkeit vox = 5 m/s vox = 5 m/s

Die Körperlagen beim Abflug und bei der Landung sind der Abb. zu entnehmen:

Abflugposition Landeposition Landeposition

beide Turner Turner 1 Turner 2

a) Welchen Drehimpuls besitzen die Turner beim Abflug?

b) Welche Gesamtenergie besitzen die Turner bei der Landung?

c) Wie wird der Drehimpuls beim Absprung erzeugt?

d) Reicht der in a) berechnete Drehimpuls für einen Doppelsalto unter der Annahme, dass

jeder Turner im höchsten Punkt der Flugbahn eine eng gehockte Position einnimmt

(Turner 1: J = 4 kg m², Turner 2: J = 5 kg m²)? Dabei ist die Zeit zum Einnehmen und

Verlassen der Hocke vernachlässigbar.

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