Die Kugel (Masse ) liegt auf der Schleuder (Masse Massenträgheitsmoment bezüglich Punkt ), die im Punkt reibungsfrei gelenkig gelagert ist. Die Schleuder ist über einen dehnstarren Riemen mit der im Punkt reibungsfrei gelenkig gelagerten Rolle (Massenträgheitsmoment bezüglich Punkt ) verbunden. Der Riemen haftet auf beiden Rollen. Auf der Rolle ist ein dehnstarres Seil aufgespult, das im Punkt mit einer Feder (Federkonstante verbunden ist. In der dargestellten Ruhelage hat die Feder die Auslenkung so.

1. Welcher kinematische Zusammenhang besteht zwischen der Winkelgeschwindigkeit der Rolle und der Winkelgeschwindigkeit der Schleuder sowie zwischen dem Federweg und dem Winkel
2. Welche Geschwindigkeit hat die Kugel, wenn die Schleuder bei dem Winkel gestoppt wird? Die Kugel darf als Massenpunkt betrachtet werden.
3. Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Koordinate , bei der die Kugel auf dem Boden aufkommt und der Abwurfgeschwindigkeit (Das Ergebnis aus b) muss nicht eingesetzt werden.)

Hinweis: Verwenden Sie für Teilaufgabe b) den Energieerhaltungssatz.

Gegeben: