Einarmiger Satellit

Ein Satellit besteht aus einem zylindrisch geformten Körper (Masse 120 kg, Massenträgheitsmoment 60 kgm²), dessen Achse an einem Ende eines homogenen Stabes (Länge 6 m, Masse 80 kg) befestigt ist. Zylinder- und Stabachse stehen normal zueinander, der Satellit hat also die Form einer Pedale mit Tretkurbel. Ein Elektromotor, der zwischen zylindrischem Teil und Stab operiert, „erzeugt“ während 100 Sekunden ein Drehmoment von 4 Nm.

1. Mit welcher Winkelgeschwindigkeit dreht sich der anfänglich ruhende Zylinder danach?
2. Wie bewegt sich die Achse des Zylinders?
3. Mit welcher Winkelgeschwindigkeit rotiert danach der Stab?
4. Wie viel Energie hat der Elektromotor mindestens abgegeben?

Lösung