Rotation.
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Rotation.
so ist die vom festen Punkte nach dem Berührungspunkte gezogene Grade die
augenblickliche Drehaxe.“
Der Punkt, wo diese Drehaxe die Oberfläche des Ellipsoids schneidet, soll
jetzt Drehpol heissen. Für ihn gelten also die Gleichungen:
= Ul = il - V x i 2 + yi a + z t 2 _ VAx^+By* + Ca, 2
p q r ft) vl
_ j A 2 x 1 *+B 2 y l 2 + C a s, 2 '
v
Die letzten drei Ausdrücke ergeben sich aus den ersteren, wenn man Zähler und
Nenner ihrer Quadrate mit 1, 1, 1, A, B, C, A 2 , B 2 , C 2 imultiplicirt und die
Quadrate addirt. Ist R der Abstand des Drehpols vom Mittelpunkte, p das Loth
vom Mittelpunkte auf die Tangentialebene, die durch den Drehpol geht, so kann
man für die drei letzten Ausdrücke schreiben:
— = —; = — oder a» = Rvl. o — l.
ft) v l QU
D. h. ;
„Die Winkelgeschwindigkeit ist pro
portional demjcnigenHalbmesser des Ellip
soids, welcher mit der Drehaxe zusam
menfällt“
und
„Das Loth vom festen Punkt auf die
durch den Drehpol gehende Tangential
ebene ist constant.“
Da diese Ebene parallel der des mitt
leren Paares, und diese constant ist, so
ist die Lage dieser Ebene im Raume fest,
also:
„Das Ellipsoid berührt stets eine dem
mittleren Paare parallele Ebene, deren
Entfernung vom festen Punkte gleich ist.
Der Berührungspunkt ist der Drehpol,
dieser hat also im Augenblick der Be
rührung die Geschwindigkeit Null.“
Das Centralellipsoid rollt also auf einer
Ebene, so dass der Drehpol immer Be
rührungspunkt ist. Ausserdem bleibt
der Mittelpunkt des Ellipsoids fest, wo
durch seine Bahn völlig bestimmt ist.
Man kann also den Körper durch ein
auf einer Ebene rollendes im Mittel
punkte festes Ellipsoid ersetzen.
Kommt es bloss auf die geometrische
Bahn an, so kann man umgekehrt die
Ebene auf dem fest gedachten Ellipsoid
sich bewegen lassen.
Erstere wird dann immer das Ellip
soid und eine concentrische Kugel mit
Radius l berühren. Verfolgt man hier
bei auf dem Ellipsoid die Reihe der Be
rührungspunkte, so entsteht eine Curve,
die man Poloide nennt. Die Glei
chungen derselben sind:
Ax t 2 +By t 2 +CV =1
und
A’xS+B'yS+C 2 ^^!;
(die letztere Gleichung folgt nämlich un
mittelbar aus q = l). Aus diesen Glei
chungen folgt:
A(l-Al 2 )x^ + B(l - Bl 2 )y v 2
+ C(l-Cl 2 )z 2 = 0.
Dies ist die Gleichung einer Kegelfläche
zweiten Grades, welche mit dem Central
ellipsoid dieselben Hauptaxen hat. Diese
Kegelfläche ist also der Ort aller im
Körper festgedachten Drehaxen.
Die Punkte, welche nach einander auf
der Berührungsebene den Berührungs
punkten des Ellipsoids entsprechen, bil
den eine Curve, die man Serpoloide
nennt. Sie hat im Allgemeinen unend
lich viel Windungen. Legt man durch
sie und den festen Punkt eine Schaar
grader Linien, so hat man eine Kegel
fläche mit unendlich viel Windungen,
welche die im Raume festgedachte Schaar
der Drehaxe vorstellt. Es kann also die
Bewegung immer gedacht werden als
das Rollen eines Kegels zweiten Grades
auf einem festen Kegel mit unendlich
viel Windungen (vergl. den Abschnitt 1),
dessen Basis eben die Serpoloide ist.
Um die Art der Bewegung noch etwas
genauer zu bestimmen, bezeichnen wir
mit A das grösste, mit C das kleinste
Trägheitsmoment.
Die Entfernung l des Mittelpunktes
von der Tangentialebene ist offenbar
kleiner als der grösste Halbmesser und
grösser als der kleinste des Ellipsoids,
die bezüglich gleich — und sind,
also l 2 C < 1, l A > 1.
Ist also 1 — Bl 2 positiv, so sind die
der Ebene x- l y l parallelen Schnitte des
im Körper festen Kegels Ellipsen, ist
1 — Bl 2 negativ, so findet dies mit den
der Ebene y v z j parallelen Schnitten statt.