Pirouetteneffekt
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Unter dem Pirouetteneffekt versteht man die Zunahme der Frequenz der Rotation eines rotierenden Objekts, die durch die Verlagerung von Masse näher zur Rotationsachse hin ausgelöst wird. Namensgebend ist die Pirouette beim Eislaufen, bei der diese Verlagerung von Masse durch das Anziehen des zunächst ausgestreckten freien Beins und der Arme erfolgt.
Ursache ist die Drehimpulserhaltung. Durch die Abnahme der Abstände zur Drehachse müssen die Geschwindigkeiten der einzelnen Massenpunkte zunehmen, so dass der Drehimpuls des Gesamtsystems konstant bleibt, wie es für Systeme der Fall ist, auf die keine äußeren Kräfte wirken. Der Pirouetteneffekt ist daher qualitativ nicht nur auf eine Verringerung der Umlaufzeit zurückzuführen, die man bei einer Verringerung der Abstände zur Drehachse aber gleich bleibenden Geschwindigkeiten erwarten würde, sondern er ist stärker.
Da Verringerung der Abstände zur Drehachse eine Bewegung gegen Zentrifugalkräfte darstellt, muss Arbeit aufgewandt werden. Sie äußert sich in einer Zunahme der kinetischen Energie des Gesamtsystems.
[Bearbeiten] Beispiele
- Die Pirouette beim Eiskunstlaufen.
- Die Zunahme der Windgeschwindigkeit im Außenbereich eines Tornados zu Zentrum hin. Ursache ist die Aufwärtsbewegung im Zentrum, so dass im unteren Bereich die rotierende Luft zur Drehachse hin strömt.
- Der Kollaps des Innenbereichs eines Sterns im Rahmen einer Supernova zu einem Neutronenstern mit Rotationsfrequenzen von mehreren Umdrehungen pro Sekunde.
