Beschreibung: Ein ausgedehnter Körper, der nicht deformierbar ist, heisst starrer Körper. Er kann neben Translationen auch Rotationen durchführen. Die Rotationen erfordern neue Begriffe, die bei der Punktmechanik nicht auftreten.
Durch Klicken auf das Bild
kommen Sie in dieses Kapitel
Jede Bewegung eines starren Körpers kann in Verschiebungen (Translationen) und Eigendrehungen (Rotationen) zerlegt werden.
Der Schwerpunkt oder Massenmittelpunkt ist der Angriffspunkt der Schwerkraft auf den Körper. Man nennt den Punkt auch Trägheitszentrum. Für viele Berechnungen kann der starre Körper durch einen Massenpunkt am Ort des Schwerpunkts ersetzt werden.
Drehmomente möchten Drehbewegungen ändern. Dafür ist eine Kraft notwendig, die seitlich der Drehachse auf den Körper wirkt. Der Abstand der Kraftwirkungslinie zur Drehachse heisst Hebelarm, er ist (neben der Stärke der Kraft) für das Drehmoment verantwortlich.
Das Trägheitsmoment beschreibt die Trägheit eines Körpers gegenüber Rotationsänderungen (genauso wie die Masse für die Trägheit gegenüber Translationen zuständig ist). Entscheidend beim Trägheitsmoment ist der Abstand der Massenanteile von der Drehachse.
Ein Körper ist im Gleichgewicht, wenn die Summe der Kräfte und die Summe der Drehmomente verschwinden. Die Gleichgewichtslage kann bezüglich Störungen stabil, labil oder indifferent sein.
Der Eigendrehimpuls oder Drall ist beschreibt die Wucht einer Rotation. Er wird aufgebaut (bzw. geändert) durch einen Drehmomentstoss und ist bei Abwesenheit äusserer Drehmomente eine Erhaltungsgrösse. Der Drall hat bei Rotationen eine analoge Bedeutung wie der Impuls bei Translationen.
Die Präzession eines Kreisels ist ein Phänomen, bei dem die Bedeutung von Drehimpuls und Drehmoment als Vektoren voll zum Tragen kommen. Diese kleine intellektuelle Knacknuss soll das Kapitel "starrer Körper" abschliessen.
