Plattenspieler Tonarm und Gegengewicht Platzierung

Question

Aufgabe:

Folgende Frage: bei einem Plattenspieler wird der gerade Tonarm durch ein Gegengewicht in der Schwebe gehalten. Macht es einen Unterschied, ob dies ein leichteres Gewicht weiter außen oder ein schwereres Gewicht nahe am Drehpunkt ist? Welchen Unterschied macht es, wenn das Gegengewicht nicht zentriert auf der Achse sondern höher oder tiefer sitzt?

Problem/Ansatz:

Statisch gibt es wohl keinen Unterschied, aber wenn die Nadel in der Rille ist, gibt es in der Rille Bewegungen auf/ab und rechts/links. Dazu kommen die Kraft, die durch die Rille nach innen ausgeübt wird und die eingestellte Anti-Skating Kraft, die nach außen wirkt.

Kann hier bitte jemand etwas die physikalischen Hintergründe erklären?

Answer 1

Optimal ist ein zentriertes Gegengewicht nahe der Lagerachse, um das Trägheitsmoment klein und die Balance neutral zu halten.

Das liegt daran, dass in das Trägheitsmoment die Masse m linear und der Abstand r zur Drehachse quadratisch eingeht.

Eine exzentrische oder erhöhte/tiefere Montage kann dynamisch zu Problemen führen, weil der Schwerpunkt des Tonarms dann nicht mehr auf der vertikalen Drehachse liegt.

Dazu kommen die Kraft, die durch die Rille nach innen ausgeübt wird und durch die eingestellte Anti-Skating Kraft, kompensiert wird.