Aufprallender Stab

Hendrik S. · Anmeldungsdatum: 28.12.2015 Beiträge: 1

Meine Frage:
Meine Frage bezieht sich auf folgendes Video:
https://www.youtube.com/watch?v=ltheVwdFTOw
Minute 2:00

Man sieht hier einen, schräg zum Boden hin, geworfenen Stab. Der Stab prallt ab und erfährt eine Drehung vom Werfer weg. Meine Frage ist nun: Warum tut der Stab dies? Gehen wir mal vom homogenen Stab aus.

Meine Ideen:
Im Video wird von aufrichtender Drehung gesprochen(klingt irgendwie nach Kreisel). In diesem Bezug habe ich hierzu jedoch nichts gefunden. Meiner Ansicht nach gibt es ein Drehmoment in die genau entgegengesetzte Richtung. Im Moment des Aufpralls wirkt die Normalkraft der Bodens auf die Spitze des Stabs nach oben und die Gewichtskraft auf den Schwerpunkt zum Boden hin. Dies müsste doch eigentlich ein genau entgegengesetztes Drehmoment erzeugen oder?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Der Stab wird am Boden durch die Haftreibung fast sofort gestoppt. Du kannst diesen Punkt als Drehachse betrachten, so lange er Kontakt zum Boden hat.
Du hast zwar Recht, dass durch die Schwerkraft ein Drehmoment in entgegen gesetzter Richtung wirkt, aber der Stab hat schon einen großen Drehimpuls in vorwärts gewandter Richtung, die genügt, den Schwerpunkt des Stabs recht ruckhaft nach oben zu beschleunigen.

Gruß
Marco

[email protected] · Anmeldungsdatum: 28.12.2015 Beiträge: 3

Danke erst mal für die Rückmeldung. Ich frag jetzt nochmal um sicher zu gehen dich richtig verstanden zu haben und hab dafür eine Skizze angehängt.

Das mit der Haftreibung und der festen Drehachse finde ich soweit plausibel. Trotzdem findet doch aufgrund der Impulserhaltung eine Reflektion des vertikalen Impulses statt, oder? Also:

Die Geschwindigkeit des Schwerpunktes

nach dem Stoß ist also:

Wenn ich jetzt den Auftreffpunkt als feste Drehachse betrachten kann, gilt also mit dem Trägheitsmoment I des Stabs bezogen auf diesen Punkt für einen Drehimpuls l:

Mit der Winkelgeschwindigkeit:

Ist das soweit richtig?

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

[email protected] · Anmeldungsdatum: 28.12.2015 Beiträge: 3

Ok ich frage deshalb, weil ich einen Vortrag über die Physik im Hochsprung halten soll. Bist du denn der Meinung, dass das Modell des Stabs für den Hochspringer nicht geeignet ist?

Gruß,

Hendrik

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

das model würde schon passen.

Vielleicht wäre ein Ansatz, die Schwerpunktsgeschwindigkeit des Stabes in radial und tangential zu zerlegen, wobei die radiale Energie ja komplett im Stab absorbiert -> potentielle Energie Verformung und Zentrifugalpotential und dann wieder komplett frei gesetzt wird in entgegengesetzter Richtung, wenn sich der Stab gerade wieder vom Boden ablöst.

und die tangentiale Energie geht in Rotationsenergie um den Drehpunkt und in potentielle Lageenergie

Dabei hätte man noch das Problem das man nicht weiß unter welchen Winkel dann die Endgeschwindigkeit wirkt zum Ablösungzeitpunkt.

das müsste man mit dem Drehimpuls abschätzen