Drehimpulserhaltung < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 03:54 Do 06.09.2012 | | Autor: | QexX |
| Aufgabe | | Warum würde sich der Rumpf eines Helikopters, ohne Hekrotoren, entgegen der Rotor- Richtung wegdrehen? |
Hallo zusammen,
ertsmal der Bezug zu dem bekannten Experiment des Drehstuhls mit Rad: Die Argumentation hier ist doch, dass wenn man das drehende Rad so hält, dass die Drehachse des Rades horizontal gerichtet ist, hat das gesamte System ausschließlich einen horizontalen Drehimpuls, jedoch keinen vertikalen. Da dieser ohne Einwirkung äußerer Drehmomente erhalten bleiben muss, dreht sich der Stuhl bei Vertikalstellung der Radachse in die entgegengesetzte Richtung, sodass der gesamte vertikale Drehimpuls weiterhin Null ist.
Korrekt soweit?
Wenn man jetzt analog einen Helikopter betrachtet: Wenn der Helikopter ruht, besitzt er keinen Drehimpuls. Fängt der Rotor sich an zu drehen, besitzt das Rotorblatt einen vertikalen Drehimpuls. Da der gesamte Drehimpuls Null sein muss (wie zu beginn, da konstant), würde sich der Rumpf entgegen der Rotorblattrichtung drehen, oder?
Dabei gehen wir ja davon aus, dass es kein "äußeres Drehmoment" gibt, also keine Kraft von außen auf das System wirkt. Wo macht man jetzt physikalisch den Abstrich zu sagen, dass der Antrieb des Rotors, der diesem ein Drehmoment verleiht, Teil des Systems ist; sodass es nicht als "äußeres Drehmoment" betrachtet wird.
Man könnte ja auch als Gedankenexperiment jemanden von AUSSEN in das System eingreifen lassen und das Rotorblatt drehen. Dann könnte man nicht mit der Konstanz des Drehimpulses argumentieren, da von außen ein Drehmoment wirkt?
Wo liegt der Denkfehler?
Würde mich über kurze Hilfe freuen!
Gruß
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 08:08 Do 06.09.2012 | | Autor: | chrisno |
Ich meine, dass Du viel mehr Fälle unterscheiden musst.
1. Hubschrauber fliegt, ohne Drehzahländerung:
Durch die Luftreibung der Rotorblätter entsteht ein Drehmoment, das ausgeglichen werden muss.
Dieses Drehmoment muss auch in den anderen Situationen ausgeglichen werden. Nun geht es um weitere Einflüsse.
2. Hubschrauber steht am Boden, die Rotordrehzahl wird von null hochgefahren:
Für die Drehzahländerung muss ein Drehmoment aufgebracht werden. Der Motor liefert das. Der Motor stützt sich am Rumpf des Hubschraubers ab, dieser über die Kufen an der Erde. Letztlich sind also Rotor und Resthubschrauber mit Erde das System für die Impulserhaltung.
3. Der Hubschrauber fliegt und die Rotordrehzahl wird geändert:
Nun ist nur der Rumpf der Partner für die Drehimpulserhaltung. Also würde er anfangen sich zu drehen. Entsprechend muss der Heckrotor gegenhalten, um das zu verhindern. So geht der Drehimpuls in die Luft.
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