Rotation und Translation
Ausgedehnte starre Körper bewegen sich derart, dass die Bewegung in
eine Translation und eine Rotation zerlegt werden kann.
Bei der Translation bleibt die Richtung der Körperachsen erhalten,
sodass alle Punkte des Körpers kongruente Bahnen durchlaufen. Diese Bahnen
dürfen auch gekrümmt sein. Für die Beschreibung der Translation
genügen die Gesetze der Punktmechanik, angewendet auf den
Massenmittelpunkt (zum Beispiel das Aktionprinzip). Ein Beispiel für eine
Translation zeigt der folgende Film:
Rotationen sind Bewegungen, bei denen alle Punkte des Körpers
konzentrische Kreise um eine Drehachse durchlaufen. Diese Drehachse kann, wie
im folgenden Film, gerade der Massenmittelpunkt sein:
Für die Rotation müssen Begriffe benutzt werden, die in der
Punktmechanik noch nicht vorkommen, etwa das Drehmoment, der Drehimpuls und die
Rotationsenergie.
Die allgemeine Bewegung eines starren Körpers ist die
Überlagerung von Translation und Rotation, was für die beiden obigen
Beispiele wie folgt aussieht:
Die Bewegungsenergie kann dabei ebenfalls auf die beiden Bewegungsformen
aufgeteilt werden, die Translationsenergie des Massenmittelpunkts und die
Rotationsenergie um diesen Punkt.
zum Inhaltsverzeichnis