Aber kann man wirklich mit einem Hebel die benötigte Kraft zum Bewegen und die Trägheit einer Masse gleichzeitig anpassen ? Vom Bauchgefühl her würde ich jetzt sagen, dass beide Parameter durch einen Hebel nicht unabhängig voneinander beeinflusst werden.
Wählt man den Hebel also so, dass die Kraft beim langsamen Drücken der Taste korrekt ist, dann stimmt sie beim schnellen Drücken der Taste nicht mehr, wenn hinten das falsche Gewicht hängt. Andersherum, wenn sie beim schnellen Drücken stimmt, passt die benötigte Kraft beim langsamen nicht mehr usw. Kann mich jetzt aber irren.
Natürlich ist es alles andere als einfach, eine möglichst realistische mechanische "Ersatzmaschine" zu bauen, die sich genau so anfühlt wie eine Flügel- oder Klaviermechanik, aber Deine Bedenken bezüglich des Trägheitsmoments kann ich zerstreuen:
Man kennt ja aus der Schule noch sicherlich
das Newtonsche Kraftgesetzt F = ma (Kraft = Masse x Beschleunigung). Der Kraft entpricht, wenn man's genau nimmt, das Drehmoment bei Rotationsbewegungen. Ist aber vom Prinzip her vergleichtbar, nämlich das, was wir als "Kraftaufwand" empfinden.
Ensprechend gilt für Drehbewegungen, daß das Trägheitsmoment proportional zur Winkelbeschleunigung ist.
Kurz: Der "Masse" entspricht das "Trägheitsmoment", und das ist eine
Konstante (sie hängt nicht von der Stärke/Geschwindigkeit/Winkelgeschwindigkeit des Anschlags ab). Wenn man sich an dieser Stelle mal die Integriererei über eine Dichteverteilung ersparen will, kann man einfach kleine Massewürfel mit dem Quadrat des Rotationsabstands multiplizieren und alles Aufsummieren - das tut aber nichts zur Sache.
Wichtig ist, daß das Trägheitsmoment erstens nicht von der Anschlagstärke abhängt (das war ja Deine Befürchtung) und daß man zweitens durch unterschiedliche Verteilung unterschiedlicher Massen das selbe Trägheitsmoment "konstruieren" kann.
Einen Körper mit Masse kann man rechnerisch oft so behandeln, als sei die gesamte Masse in einem einzigen Punkt (seinem Schwerpunkt) konzentriert.
Bei Trägheitsmomenten kommt es aber sehr wohl auf die Masseverteilung
und deren Abstand von der Drehachse an - deshalb kann man eine Mechanik bauen, die bei geringerer Masse trotzdem ein identisches Trägheitsmoment und somit identisches Verhalten hat.
Viele Grüße
Torsten
