begründen Sie, ob die gleichförmige Kreisbewegung eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit oder eine mit konstanter Beschleunigung ist?
Ich schreibe morgen eine Klassenarbeit in Physik, kann mir jemand bitte helfen
4 Antworten
Bei einer Kreisbewegung muss immer die Zentripetalkraft wirken, damit das Objekt auf der Kreisbahn gehalten wird.
Somit wirkt auf ein Objekt mit einer Kreisbewegung immer eine Kraft und damit eine Beschleunigung. Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung (Konstante Bahngeschwindigkeit) gilt damit, dass die Zentripetalkraft und damit die Beschleunigung Konstant ist.
Auf die Kreisbahn selbst bezogen ist die Bewegung allerdings mit konstanter Geschwindigkeit zu betrachten.
Allerdings sind die Vektoren an sich nie konstant, sondern nur der Betrag dieser Vektoren ist konstant. Der Geschwindigkeitsvektor zeigt dabei immer in Richtung der Bewegung und der Vektor der Zentripetalkraft immer auf das Zentrum.
Wenn man 2- oder höher-dimensional denkt, beides nicht. Sowohl die Richtung der Bewegung (Geschwindigkeitsvektor) als auch die Richtung der Beschleunging (die vom Betrag her zwar konstant ist , aber immer in Richtung Zentrum des Kreises zeigt) sind veränderlich.
Wenn man sich hingegen die Kreisbahn als eine 1-dimensionale Linie denkt, die in einer speziellen Geometrie in sich gekrümmt und geschlossen ist, hat man die andere mögliche Antwort, die einem vielleicht zunächst in den Sinn kommt: BEIDES! Aber eine solche "Kreisbahn" hat eigentlich mehr mit einer Gerade als mit einem Kreis gemein.
Konstante Geschwindigkeit, da die Änderungsrate der Strecke konstant sein soll (Änderungsrate der Strecke nach der Zeit -> Geschwindigkeit). Daraus folgt eine Beschleunigung von 0, sobald die Endgeschwindigkeit erreicht wurde.
(Konstante) Beschleunigung.
Erstes Newtonsches Gesetz besagt, dass ein Körper ohne Krafteinfluss bzw. Beschleunigung sich geradlinig bewegt. Wenn man eine Kreisbewegung erzeugen will muss dafür die Zentripedalbeschleunigung wirken. Die Beschleunigung ändert dabei zwar die ganze Zeit ihre Richtung, ist aber betragsmäßig konstant.
Bezogen auf deine Frage, die gleichförmige Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, wobei allerdings der Betrag des Geschwindigkeitsvektors und auch des Kraftvektors konstant sind.
Somit kann man sagen, dass sie (wenn man nur die Beträge betrachtet) sowohl konstant beschleunigt ist, als auch eine konstante Geschwindigkeit hat.