Rotation.
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Rotation.
Beschränkt sich der Körper auf einen
Punkt, der sich um eine feste Axe dreht,
so ist zu setzen k = 0, da der bewegte
Punkt mit dem Schwerpunkte zusammen
fällt. Setzen wir in diesem Falle L für l,
so ist L die Entfernung der Drehaxe
vom bewegten Punkte und
d 2 » q
sm »-
Die Vorrichtung ist in diesem Falle ein
mathematisches Pendel. Im Allgemeinen
nennen wir einen Körper der unter Ein
fluss der Schwere sich um eine feste
Axe dreht physikalisches Pendel. Letz
teres also stimmt in seiner Bewegung
ganz mit einem mathematischen überein,
dessen Länge ist:
L
k 2 +i* _ k 2
l ~ + r
Schwingungspunkt eines physi
kalischen Pendels ist jeder Punkt dessen
k 2
Entfernung von der Axe gleich l -f- —
ist, welche durch Axe und Schwerpunkt
geht. Ein solcher bewegt sich also ganz
so, als wenn er allein wäre, da auch die
dft
Anfangswerthe von d- und — für die
d t
p Punkte des mathematischen Pendels
übereinstimmen. Hauptschwingungspunkt
ist der, dessen senkrechte Entfernung
von der Axe durch den Schwerpunkt
geht, seine Entfernung vom Schwerpunkte
, k 2
ist also —.
Legt man durch den Hauptschwin
gungspunkt eine feste horizontale Axe,
so ist in dem Ausdrucke L' für das ent
sprechende mathematische Pendel, für l
k 2 k 2
zu setzen y, also für ~ kommt l, es
wird also L' = L, d. h. die Bewegung
des Pendels bleibt dann ungeändert. Die
frühere Drehaxe enthält dann den Haupt
schwingungspunkt. Auf dieser Eigen
schaft beruht das Reversionspendel (siehe
den entsprechenden Artikel).
Rotation eines Körpers um einen
festen Punkt (Dynamik).
1) Allgemeines.
Rotation eines Körpers um einen
Punkt ist diejenige Bewegung, hei wel
cher ein Punkt seine Stellung überhaupt
und alle andern Punkte ihre Stellung zu
ihm und zu einander nicht ändern. Da
mit diese Bewegung also eintrete, muss
im Allgemeinen der Körper ein fester
und der Drehpunkt absolut fest sein.
Um die drehende Bewegung eines
festen Körpers um einen festen Punkt
0 zu charakterisiren, denken wir uns
diese Bewegung nur eine unendlich kleine
Zeit lang fortgesetzt, wo dann nach all
gemeinen mechanischen Prinzipien die
zurückgelegte Bahn als gradlinig oder,
wenn man will, als Bogen irgend einer
anderen continuirlich gekrümmten Curve
betrachtet werden kann.
Sei A (Fig. 344) ein beliebiger Punkt
des Körpers, A' die Lage dieses Punk
tes nach einer, unendlich kleinen Bewe-
Fig. 344.
gung, also AA' seine Bahn. Die Linie
OA wird dann nach unendlich kleiner
Zeit die Lage OA' annehmen, und die
zurückgelegte Bahn AOA' dieser Linie,
kann als ein Theil der Oberfläche eines
Rotationskegels betrachtet werden, dessen
Seite OA ist. Liegt Punkt a auf OA,
und ist ao! die Bahn desselben, so ist
Oa — Oa', also an' =f=AA', d. h. alle
Punkte auf OA haben parallele Bahnen,
Legt man nun durch OA auf AA' senk
recht eine Ebene AOC, so wird wenn
A nach A' gelangt ist, jeder Punkt die
ser Ebene sich in der Ebene A'OC be
finden, welche die erste Lage in einer
durch 0 gehenden Linie OC schneidet
und Winkel AOC = A'OC, da die Lage
der Ebene sich nur unendlich wenig
ändert. Ist OB irgend eine durch 0
gehende Richtung in der Ebene, OB' = OB
die Lage dieser Linie nach unendlich
kleiner Zeit, so muss OB' eben so ge
gen OA' liegen, wie OB gegen OA,
also Winkel AOB — A'OB', und also
Winkel COB' — COB sein. Es hat also
OB einen Theil einer Rotationkegelfläche
zurückgelegt, deren Axe OC ist, und
somit bleibt 0 C während der Bewegung
fest. Daraus folgt:
„Jede Drehung eines Körpers um einen
festen Punkt 0 ist zugleich eine Dre
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sein.“
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