Lösung zu Trapez

1. Der Artist bezieht den Drehimpuls über die beiden das Trapez haltenden Seile von der Decke des Zirkuszeltes. Sobald der Artist die Schultern seiner Partnerin weg drückt, stehen die beiden Seile schief zueinander. Würde man die beiden Seile durch eine Strickleiter ersetzen, würde sich die Strickleiter infolge des durchfliessenden Drehimpulsstomes zu einer Linksschraube (Drehimpuls fliesst vorwärts) oder zu einer Rechtsschraube (Drehimpuls fliesst rückwärts) verformen.
2. Im gestreckten Zustand (B) hat die Artistin eine Winkelgeschwindigkeit ω_B = 2π * f = 2π * 2/s = 12.57 1/s und speichert einen Drehimpuls L = J * ω = 1 kgm² * 12.57 1/s = 12.57 Nms. Diesen Drehimpuls hatte die Artistin auch schon vorher im Zustand A, weil zwischen A und B ja kein weiterer Drehimpuls zugeflossen ist.
3. Im Zustand A hatte die Artistin eine Winkelgeschwindigkeit ω_A = 2π * 1/3 1/s = 2.09 1/s. Für diese Rotation hatte der Artist den Drehimpuls um eine mittlere Winkelgeschwindigkeit [math] \overline{\Delta \omega_A} = \omega_A / 2 [/math] = 1.05 1/s angehoben und dabei eine Energie [math]W = \overline{\Delta \omega_A} * L[/math] = 1.05 1/s * 12.57 Nms = 13.16 J aufgewendet.
4. Die Artistin hat mit dem Strecken ihres Körpers den Drehimpuls im Mittel von π/3 1/s auf 2 π 1/s angehoben und dabei weitere 65.8 J Energie aufgewendet.

Aufgabe