Big Bang Physik 6, Schulbuch

18  RG 6.1: Mechanik 2 Ähnlich ist das bei einem Turmspringer , der einen gehock- ten Salto macht (Abb. 17.33). Die Drehmasse bei gestreckter Position ist 3-mal so groß wie bei gehockter (Abb. 17.15, Kap. 17.2, S. 14). Wenn der Turmspringer den Hocksalto be- endet, dann sinkt die Winkelgeschwindigkeit auf ein Drittel ab. Dadurch hast du den Eindruck, als würde die Rotation völlig aufhören. Das ist aber Täuschung des Auges   F12 . Abb. 17.33:  Die Rotation kann nicht völlig abge- stoppt, sondern nur auf 1/3 reduziert werden. Das Hubble-Teleskop schwebt etwa 600 km über der Erde. Aber wie kann man es dann drehen und auf Sterne richten, wenn keine Drehmomente auftreten? Ist es möglich, dass ein nicht rotierender Astronaut ohne Hilfsmittel von Position a nach b kommt? Würde das den Drehimpulserhaltungssatz verletzen? Wie schafft es eine Katze immer auf den Pfoten zu landen, auch wenn sie mit dem Rücken nach unten fällt? Warum hat ein Hubschrau- ber immer auch einen Heckrotor? Wozu ist der nötig? F14 W2  Abb. 17.34 Abb. 17.35 F15 W2  F16 W2  Abb. 17.36 F17 W2  Abb. 17.37 Auch bei Gesamtimpuls null sind Rotationen möglich. Aber jede Drehung hat die Gegendrehung eines anderen Teils zu Folge. Das Hubble-Teleskop hat innen vier Schwungräder. Wenn sich eines dieser Räder zu drehen beginnt, dann dreht sich das tonnenschwere Teleskop in die Gegenrichtung (  F14 ). Der Gesamtdrehimpuls bleibt erhalten (es ist so wie in Abb. 17.31, S. 17). Ein Hubschrauber würde sich ohne Heck- rotor in Gegenrichtung des Hauptrotors drehen ( F17 ). Und nach dem Prinzip von Drehung und Gegendrehung können sich auch Astronauten in Schwerelosigkeit um Längs- und Querachse drehen.  Info: Astronauten-Tricksereien Astronauten-Tricksereien In Schwerelosigkeit ruft jede Drehung eines Körperteils eine Gegendrehung des restlichen Körpers hervor. Dadurch bleibt der Gesamtdrehimpuls null. Ein solcher „drehmomentfreier Salto“ ist für Astronauten wichtig und daher ein fixer Be- standteil der Ausbildung. 2-mal durchgeführt lässt er einen Astronauten Kopfstehen ( F15 ; Abb. 17.38). Was für den Salto gilt, gilt auch für die Schraube . Die Bild- sequenz in Abb. 17.39 zeigt einen Astronauten mit Gesamt- drehimpuls null. Er streckt zunächst seine Beine weg (b) und dreht dann den Oberkörper nach rechts (c). Die Beine ant- worten wegen ihrer größeren Drehmasse mit einer wesent- lich kleineren Gegendrehung. Danach erhöht der Astronaut die Drehmasse der Arme und dreht den Oberkörper wieder zurück (e + f). Diesmal fällt die Gegendrehung der Beine wesentlich geringer aus. In Summe hat er seinen Körper nach rechts gedreht, ohne den Drehimpulserhaltungssatz zu verletzen. i Abb. 17.38 Abb. 17.39 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv