Die Rollen rollen verschieden schnell, obwohl sie gleich schwer sind. Das kann bei Drehbewegungen vorkommen. Vielleicht hast du selber schon mal auf einem Karussell festgestellt, dass die Drehungen schneller werden, wenn du deinen Körper zur Drehachse hinziehst. Umgekehrt werden die Drehungen wieder langsamer, wenn du dich wieder von der Drehachse entfernst.

Bei den Rollen ist das ganz ähnlich. In der einen ist das meiste Gewicht in der Mitte der Rolle. Das ist dann als wenn dein Körper ganz nah an der Drehachse ist. Die Rolle kann sich dann schnell drehen. Bei der anderen ist das Gewicht außen. Sie kann sich nicht so schnell drehen. Darum rollt sie langsamer das Brett hinunter.

Du darfst die Deckel von den Dosen abmachen. Dann siehst du, dass das Gewicht unterschiedlich verteilt ist. Der Gips ist viel schwerer als das Styropor.

Eiskunstläufer können bei einer Pirouette ihre Drehgeschwindigkeit verändern. Vielleicht hast du das schon mal im Fernsehen gesehen. Überlege mal, wie sie das anstellen und achte das nächste mal darauf.

Das beobachtete Phänomen ist auf die Besonderheiten der Drehbewegung zurückzuführen. Würdest du die Rollen gerade von einem Turm herunter fallen lassen, dann würden sie gleich schnell fallen. Sie wandeln ihre Lageenergie (Höhenenergie) in Bewegungsenergie um. Die Bewegungenergie hängt nur von Masse und Geschwindigkeit der Rollen ab, also fallen sie bei gleicher Masse auch gleich schnell.

Beim Herunterrollen von einer schiefen Ebene wird auch Lageenergie in Bewegungsenergie verwandelt. Es ist jetzt aber nicht nur die Bewegung des Herunterrollens zu beachten, sondern auch die Drehbewegung der Rolle und die hängt ganz entscheidend von der Gewichtsverteilung in der Rolle ab. Genau gesagt, muss ein Teil der beim Herunterrollen für die Bewegung freiwerdenden Energie in die Drehbewegung gesteckt werden. Nur der überbleibende Teil der Energie kann für die Vorwärtsbewegung sorgen. Der Trick der beiden Rollen ist es, dass das Gewicht so verteilt ist, dass sie bei einer gleichschnellen Drehbewegung unterschiedlich viel Energie der Drehbewegung (Rotationsenergie) aufgenommen haben.

Wenn sich die Rolle dreht, ist leicht einzusehen, dass sich die Bereiche, die nahe an der Drehachse sind, viel langsamer bewegen, als die Bereiche, die weit entfernt sind. Verteilt man den Hauptteil des Gewichts der Rolle mehr nach außen, dann bewegt er sich viel schneller, als wäre er im Zentrum der Rolle. Dann nimmt er auch viel mehr Rotationsenergie auf. Wenn du die Rollen öffnest, siehst du, dass der Hauptteil des Gewichts (Gips) einmal außen und einmal innen liegt. Wenn das Gewicht außen ist, bleibt also weniger Energie für die Vorwärtsbewegung über und die Rolle ist langsamer.

• Die Vorwärtsbewegung und die Drehbewegung sind über das Abrollen der Rolle von einander abhängig. Je schneller die Rolle rollt, umso schneller muss sie sich drehen. Diese Bedingung sorgt für die genaue Aufteilung der freiwerdenden Lageenergie in Rotationsenergie und Bewegungsenergie.
• Weil beide Rollen trotz der unterschiedlichen Geschwindigkeiten gleichviel Energie aufnehmen,rollen sie im Endeffekt auch gleich weit.
• Die unterschiedliche Verteilung der Massen in den Rollen sorgt dafür, dass sie ein unterschiedliches Trägheitsmoment haben. So wie sich die träge Masse einer Beschleunigung widersetzt, widersetzt sich das Trägheitsmoment einer Drehbeschleunigung. Das Trägheitsmoment eines Körpers hängt nur von der Gewichtsverteilung innerhalb des Körpers in Bezug auf die Drehachse der Rotationsbewegung ab.