Hallo!
Was ich in diesem Falle nicht verstehe ist Folgendes. Wenn es
nicht möglich ist Impuls in Drehimpuls umzuwandeln. Dann
stellt sich die Frage woher, denn die Welle den Drehimpuls
nimmt, d.h. ich müsste der Welle Drehimpuls zuführen. Jetzt
liefert aber das explodierende Glas ja eindeutig einen Impuls
und keinen Drehimpuls.
Das explodierende Gas liefert keinen Impuls! Es gilt ja nach wie vor der Impulserhaltungssatz. Das Gas dehnt sich aus und überträgt auf den Kolben und auf den Zylinderkopf jeweils den gleichen Impuls nur in entgegengesetzte Richtung - oder sagen wir besser: denselben Kraftstoß. Dieser Kraftstoß wird auch vollständig auf die Kurbelwelle übertragen. Da die Kurbelwelle aber fest im Motorblock gelagert ist, gleicht sich das wieder genau mit dem Kraftstoß aus, den der Zylinderkopf erfahren hat. Das ist der Grund, warum der Motor selbst dann nicht von selbst aus dem Motorraum hüpfen würde, wenn er nicht festgeschraubt wäre.
Ebenso gilt der Drehimpulserhaltungssatz. Wenn der Motor ausgekuppelt wäre und die Kurbelwelle kein Trägheitsmoment hätte, dann würde im Motor gar kein Drehmoment auftreten. Dem ist aber nicht so. Wenn also der Motor auf die Kurbelwelle ein Drehmoment ausübt, dann muss diese ihrerseits ein Drehmoment auf den Motorblock ausüben. Wo entsteht das? Nun, wenn der Kolben im Arbeitstakt nach unten rauscht, steht das Pleuel schräg. Die Kraft der Verbrennung wirkt aber genau in axialer Richtung im Zylinder. Also muss der Kolben von der Zylinderwand eine Zwangskraft erfahren, damit er sich trotzdem geradeaus bewegt. Diese Zwangskraft (bzw. besser: ihre Gegenkraft) drückt den Motorblock in die entgegengesetzte Richtung zur Drehrichtung der Kurbelwelle. Es resultiert ein Drehmoment, das exakt entgegengesetzt zum Drehmoment der Kurbelwelle ist. Von dem kriegt man nichts mit, weil der Motorblock mit der Karosserie fest verschraubt ist (es macht also doch einen Sinn!).
Das Drehmoment ist ja die erste Ableitung vom Drehimpuls, wenn
auf das Rad nun ein Drehmoment wirkt bedeutet das doch gerade,
dass Drehimpuls übertragen wird, oder nicht ?
Im Prinzip ja. Wenn man ein Motorrad aufbockt, dann reicht schon wenig Gas, dass sich das Hinterrad wie wild dreht. Hier hast Du recht. In der Regel steht das Hinterrad aber auf der Straße. Es kann sich also nicht beliebig schnell drehen. Im Idealfall herrscht am Hinterrad Momentengleichgewicht. Wenn das Motorrad nach rechts fährt, dann dreht sich das Rad im Uhrzeigersinn, ebenso die Antriebskette. Sie bewirkt das eine Moment. Das andere Moment entsteht an dem Punkt, wo der Reifen die Straße berührt. Hier wirkt die Haftreibungskraft (als reactio zur Antriebskraft des Reifens) nach rechts, was ein Moment gegen den Uhrzeigersinn bewirkt.
Momentengleichgewicht bedeutet, dass sich der Drehimpuls des Hinterrades nicht ändert. Es dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit.
Das ist ähnlich wie bei den Kräften. Eine Kraft bewirkt eine Impulsänderung (oder in Deinen Worten: Die Kraft ist die erste Ableitung des Impulses nach der Zeit). Im Kräftegleichgewicht ändert sich aber gar kein Impuls, weil hier die resultierende Kraft auch Null ist.
Michael
