Aufbau und Gestaltung von Demonstrationsexperimenten zu ...

3 Der Versuchsaufbausehene Kupplungshälfte aufgesteckt, während das andere Schwungrad mit dem passendenGegenstück ausgestattet wird.Abb. 3.17.: Versuchsaufbau zur Kombination zweier Schwungräder über die Rutschkupplung.Kopplung zweier Schwungräder gleicher TrägheitsmomenteDie Kopplung zweier Schwungräder gleicher Trägheitsmomente gliedert sich in zweiVersuchteile. Im ersten Experiment wird eines der beiden Räder in Drehung versetzt,während sich das andere Objekt durch einen ruhenden Zustand auszeichnet.Aus dem Ergebnis nach dem Kupplungsvorgang kann mithilfe des entsprechendentranslatorischen Stoßes zweier Körper gleicher Massen wiederum die Drehimpulserhaltungaufgezeigt werden. Das Ziel des zweiten Versuchs besteht in der Demonstrationdes Vektorcharakters des Drehimpulses. Hierfür werden die beiden Schwungrädergleicher Trägheitsmomente mit betraglich übereinstimmenden Winkelgeschwindigkeitenin entgegengesetzte Drehrichtungen in Rotation versetzt und miteinander über dieRutschkupplung verbunden.Kopplung zweier Schwungräder unterschiedlicher TrägheitsmomenteUm Informationen über das Trägheitsmoment eines Körpers zu erhalten, werden Rädermit unterschiedlichen Trägheitsmomenten gekoppelt. Zum Einsatz kommt dabei einSchwungrad des Modell 1, das in zwei aufeinanderfolgenden Experimenten mit denRädern vom Typ 2 und 3 verbunden wird. Vor dem Kupplungsvorgang werden beideRäder in Drehung versetzt. Diese Drehbewegungen erfolgen in entgegengesetzteRichtungen, weisen aber betragsmäßig dieselbe Winkelgeschwindigkeit auf. Aus demDrehverhalten der beiden Räder kann mithilfe des Analogons aus der Translationsmechanik,das aus einem unelastischen Stoß zweier sich mit derselben Geschwindigkeitaufeinander zubewegender Körper unterschiedlicher Massen besteht, Erkenntnissebezüglich des Trägheitsmoments eines Körpers erzielt werden.50