Rotor Physik Kreisbewegung?
Hallo Leute! Ich komme mit folgender Aufgabe nicht weiter.Könnte mir jemand sie erklären ?
Wenn A richtig ist,warum fällt diese Person nach innen nicht?
Soll es nicht auch ein Normakkraft geben ?
Vielen Dank
2 Antworten
Die Kraft nach innen wird von der Zentrifugenwand ausgeübt, weil die Person aufgrund ihrer Trägheit geradeaus weiter"fliegen" möchte und die Wand das verhindert. Diese Kraft stellt sich automatisch auf diejenige Größe ein, die die Person gerade an der Wand hält.
Von einem anderen Blickwinkel aus:
Die Zentripetalkraft, die die Wand ausübt, ist die Gegenkraft zur Trägheitskraft der Masse. Aber Trägheitskräfte zählt man üblicherweise nicht als Kräfte - besonders in Inertialsystemen nicht.
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Im mitrotierenden System ist die Zentripetalkraft die Gegenkraft zur Zentrifugalkraft. Ebenso wie die Kraft, die der Fußboden oder dein Sitzmöbel auf dich ausübt, die Gegenkraft zur Gewichtskraft ist.
Du betrachtest nur die Zentripetalkraft. Die hat genau die richtige Größe, um den Körper auf der Kreisbahn zu halten.
Es gilt ja vektoriell:
Kraft = Masse mal Beschleunigung
F = m * a
Bei der gleichförmigen Kreisbewegung wirken sowohl Beschleunigung als auch verursachende Kraft in Richtung Kreismittelpunkt. (Daher "Zentripetal"-Kraft: Centrum = Mitte, petere (alle "e" kurz Betonung auf der ersten Silbe) = streben (nach, zu))
In einer weitere Aufgabe steht:
Die Gewichtskraft FG ließe die Person die Wand normalerweise herab rutschen. Die Zentrifugalkraft presst aber nun die Person senkrecht gegen die Wand des Rotors und bildet somit eine Normalkraft F N, so dass eine Haftreibungskraft F HR auftritt, die dieses Herunterrutschen bei genügend großem Haftreibungskoeffizienten μHR verhindert.
Was jetzt?
Das ist jetzt vom mitrotierenden System aus betrachtet, z. B von der Person in der Zentrifuge.
Wenn der Lehrer etwas gegen die Zentrifugalkraft hat, muss er die Aufgabe umformulieren. Z. B. auf die elastischen Verformungskräfte von Wand und Person. Aber jetzt muss man sich überlegen, welche Kraft im Gesamtsystem keine Gegenkraft hat.
Die Normalkraft entspricht aber der Zentrifugalkraft, die wiederum nur durch die Trägheit entsteht, also eine Scheinkraft ist!
Sie entsteht, weil die Bewegung eigentlich tangential weiter gehen würde, die Zentralkraft aber nach innen ablenkt!
Und wohin fliegt man, wenn man mit einem FingerSchnippen die Wand entfernen könnte?
Dahin, wohin einen Zentripetalkraft und Corioliskraft (und ohne Boden auch Schwerkraft) befördern.
Man fliegt tangential weg! Es gibt auch keine Corioliskraft! Das ist ebenfalls eine Scheinkraft!
Es ist, wie gesagt, eine Trägheitskraft.
Wie nach der allgemeinen Relativitätstheorie auch die Schwerkraft.
In Nichtinertialsystemen bewegen sich Körper anders als in Inertialsystemen. Wenn man diese Systemtransformationen scheut, bezeichnet man solche Kräfte wohl als Scheinkräfte.
Im mitrotierenden System fliegt man eben nicht tangential weg, sondern anfangs radial, und die Bahn geht in eine Spirale über.
Ich hab noch mal drüber nachgedacht.
Den Begriff "Scheinkraft" habe ich zwischen Schule und gutefrage.net nur noch einmal im Studium erwähnt gehört, als ein Begriff für das, was eigentlich "Trägheitskraft" heißt.
Allerdings sind einige dieser Trägheitskräfte durch Bezugssystemwechsel wegtransformierbar, wie die Beharrungskräfte in einem linear beschleunigten System, Zentrifugal- und Corioliskräfte in einem rotierenden System u. a. Hier kann man den Begriff "Scheinkraft" rechtfertigen.
Nur ist dann die Gravitationskraft in der Newtonschen Mechanik eine "echte Kraft" und in der allgemeinen Relativitätstheorie eine "Scheinkraft". Der Begriff ist also von der Betrachtungsweise abhängig.
Vielen Dank💕 Ich habe noch eine Frage. Unser Lehrer hat eigentlich uns kein Zentrifugalkraft gelehrt und möchte deswegen in der KA nicht, dass wir Zentrifugalkraft schreiben. Wie konnte ich sie mit Zentripetalkraft erklären?
(wie -F_ZP oder so aber mit Erklärung)
Zum Beispiel bei beim Rotieren des mit Wasser gefüllten Eimers? Was gilt da? Meiner Meinung nach gilt: F_ZF >= F_G. Wie kann ich das erklären, ohne Zentrifugalkraft zu nennen?
Vielen Dank im Voraus❣