Frage von HochlandTibet, 30

Warum entlastet die Zentripetalkraft die Brücke, über die ein Auto fährt, wirkt sie nicht in die gleiche Richtung wie die Gewichtskraft?

Hallo,

ich bins schon wieder mit einer Frage zu Kreisbewegungen. Es geht um ein Auto, das über eine gewölbte Brücke fährt und man soll die Normalkraft angeben, die das Auto am höchsten Punkt des Kreises auf die Brücke ausübt.

In der Lösung steht F= F_g - F_z, also die Zentripetalkraft entlastet anscheinend die Brücke. Das ergibt für mich aber keinen Sinn, warum ist das so?

Nur weil die Gewichtskraft eine bestimmte Funktion übernimmt, also die erforderliche Zentripetalkraft für das Auto zur Verfügung stellt, wird sie ja nicht verbraucht oder verschwindet. Sie wirkt ja immer noch in Richtung unten. Deshalb verstehe ich nicht, warum F_z von F_g abgezogen wird, die Kräfte wirken ja nicht entgegengesetzt sondern in die gleiche Richtung? Und der Kraft ist es doch auch egal, wie man sie benennt, sie wirkt trotzdem?

Lg HochlandTibet

Antwort
von Bellefraise, 22

Ah-Ja . . . die Kreisbewegung!

Ich nehme mal an, die Brücke ist konvex gewölbt.

Brezelt ein Auto schnell genug drüber, so wird es im oberen Punkt abheben und die Brücke entlasten.

Bei allen Problemen mit der richtigen Wortnutzung im Zusammenhang mit den Koordinatensystemen: ich denke die haben Zentripetal mit Zentrifugal verwechselt.

Kommentar von HochlandTibet ,

Ja, das mit dem abheben war auch die zweite Teilaufgabe, aber die verstehe ich (im Gegensatz zu dieser hier.. xD)

Antwort
von Halswirbelstrom, 19

Am höchsten Punkt der gewölbten Brücke wird sie mit der senkrecht gerichteten Kraft  F = m · g – m · v² / r  belastet. Der Grund dafür ist, dass bei der Kreisbewegung die Radialkraft (Zentripedalkraft) die Trägheit des Körpers bei der Richtungsänderung überwinden muss. Von dieser Wirkung der Radialkraft wird die Gewichtskraft "entlastet", weil der Körper durch seine Trägheit radial nach außen strebt. 

Gruß, H.

Antwort
von fjf100, 12

Eine Kraft ist eine "vektorielle Größe" und wird mit einen Pfeil dargestellt.

Die Länge des Pfeils ist der Betrag der Kraft (Wirkung der Kraft)

Die Pfeilspitze gibt die Wirkrichtung an

Fg=m * g dieser Kraftvektor zeigt mit seiner Spitze zur Erdoberfläche

Fz= m * v^2/r dieser Vektor zeigt nach oben,von der Erdoberfläche weg !  

also : setzt man Fg=m *g positiv an,dann ist Fz negativ,weil ja Fz entgegengesetzt von Fg wirkt.

bei deiner Aufgabe also 

F=Fg - Fz=m * g - m * v^2/ r= m* (g - v^2/r)

Kommentar von HochlandTibet ,

Danke für deine ausführliche Erklärung. Der Punkt, den ich allerdings nicht nachvollziehen kann, ist, warum Fz nach oben zeigt.

Die Brücke ist ja nach oben gewölbt, deshalb muss Fz doch zum Kreismittelpunkt zeigen, und der ist doch unten.

Kommentar von fjf100 ,

TIPP : Besorge dir privat ein Physik-Formelbuch aus einen Buchladen.Diese kosten ca, 30 Euro (ca,600 Seiten)

Da steht alles drin und sogar mit Zeichnung.

Du musst unterscheiden:

1. "Zentripetalkraft" (Radialkraft) Vektor (Pfeilspitze) zeigt zum Erdmittelpunkt

2. "Zentrifugalkraft" (Fliehkraft) Vektor (Pfeilspitze) zeigt von Erdmittelpunkt weg

Beide haben die selbe Formel 

Fr=m * v^2/r= m * w^2 * r=p *w ist die Zentripetalkraft

Fz=m *v^2/r =m *w^2 * r = p*w ist die Zentrifugalkraft

Beispiel : Zentrifuge . Alles was sich im Inneren befindet,wird nach außen geschleudert und nicht zum Mittelpunkt der Zentrifuge !

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