Rotationsmechanik

Gebiet

Die Rotationsmechanik beschäftigt sich mit der Dynamik (Speicher- und Transportvorgänge) des Drehimpulses und der damit verbundenen Rotation von Körpern. Solange man sich auf Drehungen um eine feste Achse beschränkt, findet man die gleichen Strukturelemente wie in der Hydrodynamik, der Elektrodynamik, der eindimensionalen Translationsmechanik oder der Thermodynamik. In der ebenen Mechanik sind zwei Impuls- und eine Drehimpulskomponente zu bilanzieren. Zudem findet eine Kopplung zwischen den Strömen dieser drei Mengen statt. In der räumlichen Mechanik muss die Bilanz auf sechs Mengen, drei Impuls- und drei Drehimpulskomponenten, ausgedehnt werden. Die Kopplung zwischen den Strömen dieser sechs Mengen kann aus der ebenen Mechanik übernommen werden. Neu kommt eine lineare Speicherkopplung dazu: im Modell des starren Körpers ist je nach Lage des Körpers jede der drei Winkelgeschwindigkeitskomponenten mit jeder der drei Drehimpulskomponenten verknüpft. Die Mechanik des starren Körpers kann deshalb nur bedingt als Analogon zur Punktmechanik angesehen werden. Die reine Rotationsmechanik beschäftigt sich deshalb nur mit Körpern auf einer Achse.

Modellmässig kann man die Körper in Speicher- und Stromelemente unterteilen. Obwohl jeder Körper gleichzeitig Drehimpuls speichert und weiterleitet, macht diese Einteilung Sinn. Zur Erläuterung betrachten wir