Aufbau und Gestaltung von Demonstrationsexperimenten zu ...

4 Messungen und AuswertungenTabelle 4.15.Auswahl einiger Messdaten für die Kopplung eines Schwungrads vom Typ 1 mit einemruhenden Rad vom Modell 3.f 1 in s −1 2,0 2,0 3,0 3,0 4,0 4,0 5,0 5,0f ′ 1 in s −1 1,1 1,1 1,7 1,7 2,2 2,3 2,8 2,8f ′ 2 in s −1 2,6 2,7 4,0 4,1 5,7 5,5 7,1 7,2AuswertungZunächst kann aus den erfassten Messwerten entsprechend der Argumentation desvorherigen Kopplungsvorgangs gefolgert werden, dass das Schwungrad mit kleineremDurchmesser trotz seiner mit dem Stoßpartner übereinstimmenden Masse über eingeringeres Trägheitsmoment verfügt. Berücksichtigt man, dass die beiden vorliegendenSchwungräder zwar dieselben Abmessungen aufweisen, aber sich in ihren Massenunterscheiden, so kann aus den erzielten Erkenntnissen zudem die Aussage getroffenwerden, dass der Zahlenwert des Trägheitsmoments nicht nur durch die Massebestimmt wird, sondern auch ihre Verteilung ein bedeutender Faktor darstellt. Aufgrunddes Stahlrads mit seinem kleineren Durchmesser und auch seinem geringerenTrägheitsmoment wird vor allem durch Vergleich mit dem Schwungrad vom Typ 1 wiederumdeutlich, dass Massenelemente, die näher an der Drehachse konzentriert sind,einen geringeren Beitrag zum Trägheitsmoment liefern.Mithilfe der ermittelten Drehzahlen kann in Analogie zur vorangegangenen Kombinationzweier Schwungräder das Verhältnis I St,gr /I St,kl berechnet werden. Hierbei istwiederum festzustellen, dass sich alle ermittelten Werte durch einen geringeren Zahlenwertim Vergleich zu dem aus den vorbereitenden Messungen erhaltenen Quotientauszeichnen. Die Abweichungen lassen sich abermals auf Reibungsverluste und auf dieunvollständige Übertragung der Drehbewegung bei der Kopplung eines rotierendenSchwungrads mit einem Objekt kleineren Trägheitsmoment erklären.Aus dem Vergleich der in diesem Abschnitt gewonnen Messwerten mit den bei derKopplung eines Schwungrads vom Typ 1 mit dem Aluminiumrad erzielten Daten kannwiederum eine Aussage über das Verhältnis der Trägheitsmomente von Aluminiumradzu kleinem Stahlrad getroffen werden. Dazu nutzt man abermals die zwischen translatorischenStoßvorgängen und Drehstößen bestehende Parallelität und betrachtet dasin Versuchsteil (a) angesprochene Zusammentreffen eines sich mit einer bestimmtenGeschwindigkeit bewegenden Körpers und eines ruhenden Objekts geringerer Masse.Ersetzt man den zuletzt genannten Körper durch ein Objekt noch geringerer Masse, soweisen beide Stoßpartner nach ihrer Begegnung höhere Endgeschwindigkeiten als in dervorherigen Situation auf. Wenn diese beiden Konstellationen durch Austausch der analogenGrößen auf Drehstöße übertragen werden, dann kann aufgrund der höheren Endwinkelgeschwindigkeitder zuletzt genannte Aufbau der Kopplung eines Schwungrads74