Wirkt beim Autofahren in der Kurve auch die Zentripetalkraft?
Hallo ihr Lieben,
wie ich bereits weiß, wirkt beim Autofahren in der Kurve die Zentrifugalkraft die einen gegen die Mittelkonsole drückt. Wirkt beim Autofahren in der Kurve aber auch die Zentripetalkraft? Wenn ja, wie wirkt diese?
Danke schonmal im Vorraus Lg, gngrblck
6 Antworten
Zwei Bezugssysteme:
1) Bezugssystem Erde:
Hier wirken drei Kräfte auf das Auto, Gravitationskraft nach unten und Normalkraft nach oben heben sich auf, bleibt noch die Reibkraft auf die Reifen nach innen. Erfüllt diese Kraft die Kreisbedingung omega^2 * r, dann fährt das Auto eine Kurve mit Radius r. Eine Zentrifugalkraft gibt es nicht.
2) Bezugssystem Auto:
In seinem eigenen Bezugssystem ruht das Auto, die resultierende Kraft ist also Fres = 0. Zusätzlich zur Reibkraft omega^2 * r nach innen wirkt nun eine zweite Kraft - omega^2 * r nach außen, die sogenannte Zentrifugalkraft.
Merke: Außerhalb des rotierenden Bezugssystems hat die Zentrifugalkraft nichts verloren, innerhalb des rotierenden Bezugssystems MUSS man sie verwenden (aber auch die Corioliskraft, nur mal am Rande).
Die Zentrifugalkraft wirkt eben nicht im Auto, das ist lediglich die Trägheit des Autos und von den Körpern im Auto, die die Kurve mitfahren, aber sich eigentlich vom Trägheitssatz her gerade aus weiter bewegen, daher "fliegt" man aus der Kurve raus. Die Zentripetalkraft wirkt tatsächlich und hält das Auto in der Kreisbahn / verhindert dass man aus der Kurve fliegt.
Die Zentrifugalkraft ist eine Scheinkraft, die, wenn du als Bezugssystem ein sich in einer Kurve befindenden Auto wählst, nach "aussen" drückt. Eigentlich ist es aber nur ein Empfinden der Trägheit von Masse, welche gerne weiter "geradeausfahren würde" und durch das Auto und die Räder, welche einen Kreis steuern in der Richtung korrigiert werden. Nimmst du als Bezug nicht das Auto, sondern schaust von aussen drauf, dann siehst du ein Auto welches geradeausfährt und durch ein Steuern in eine Kurve "gezogen" wird. Dieses Ziehen zum Mittelpunkt des Kurvenkreises, welcher die Kurve erst ermöglicht ist die Zentripetalkraft. Sie ist eigentlich eine Reibungskraft der Räder auf dem Asphalt, oder deines Hintern auf dem Sitz oder du drückst dich von der Mittelkonsole weg um nicht aus der Bahn geschleudert zu werden. Ist die Kurve zu eng und die nötige Zentripetalkraft um dich auf ihr zu halten wird grösser als die Reibung der Räder, dann rutschst du aus der Kurve.
Sehr einfach kann man sichs so vorstellen - wieso fliegt der Mond etwa kreisförmig um die Erde und nicht einfach geradeaus ins Weltall? Weil er durch die Anziehungskraft Mond-Erde, welche als Zentripetalkraft wirkt auf der Kreisbahn gehalten wird. Diese ist genausogross, wie benötigt. Wär sie grösser, würde er auf die Erde fallen, wär sie kleiner, aus der Bahn ins Weltall fliegen.
Endlich mal ne ordentliche Erklärung zum Thema. Ja. es ist eine Frage des gewählten Bezugssystems, ob ich die Wirkung der Zentrifugalkraft oder der Zentripetalkraft feststelle.
Wenn ein Auto eine Kurve durchfährt, ist dies nur dadurch möglich, dass eine zur Innenseite der Kurve gerichtete Zentripetalkraft wirkt. Sie ergibt sich aus der Summe der Seitenkräfte, die zwischen Reifen und Fahrbahn entstehen und auf das Fahrzeug einwirken. Fehlt diese Kraft (z. B. bei Glatteis), so bewegt sich das Auto geradlinig weiter, wird also aus der Kurve getragen. Der Fahrzeuginsasse bewegt sich auf der gleichen Kreisbahn wie das Auto, weil der Sitz auf ihn eine Zentripetalkraft ausübt.
Hallo,
ich vermute mal - lasse mich aber gern eines Besseren belehren - daß dies so ist. Schließlich muß es eine zum Mittelpunkt der Kurve gerichtete Kraft geben, die das Auto daran hindert, aus der Kurve zu fliegen.
Aber - wie gesagt - ist dies nur die Vermutung eines Laien. Ich bin gespannt auf weitere Antworten.
Herzliche Grüße,
Willy