Zentripetalkraft Wirkung?
Bei einer Kreisbewegung wirkt ja die zentripetalkraft die den Körper auf einer Kreisbahn hält, wenn aber doch eine konstante Kraft auf einen Körper in Richtung kreismittelpunkt wirkt, warum bewegt sich der Körper dann nicht in Richtung Mittelpunkt des Kreises ?
9 Antworten
Eigentlich bewegt er sich ja in Richtung Mittelpuntk des Kreises, indem er dauernd die Kurve kratzt und dauernd an seinem Bestreben gehindert wird, geradeaus zu fliegen, nur schafft er es nicht.
Die Kraft ist einfach nur genau so grosse, dass genau diese Kreisbewegung entsteht.
Wäre sie grösser bzw. das Objekt zu langsam, würde das Objekt langsam spiralförmig Richtung Zentrum stürzen, siehe abstürzende Raumschiffe oder Asteroiden.
Wäre sie kleiner, würde es sich spiralförmig vom Zentrum entfernen.
Interessant ist, dass eben ein stabiles Gleichgewicht entsteht, welche das Objekt bei bestimmter Geschwindigkeit auf bestimmter Distanz auf der Kreisbahn hält, auch ohne starre Verbindung. Siehe Planeten um Sterne oder Mond um die Erde.
Eine Kraft bewirkt eine Änderung des Impulses. Bei einer Kreisbewegung ist der Impuls ja entlang der Kreisbahn, und durch die Zebtripetalkraft , die nach innen zeigt, wird der Impuls nach innen verändert, halt genauso, dass es eine Kreisbahn wird.
p.s. Nicht hier bei dieser Frage mit Zentrifugalkraft argumentieren, sonst wird es physikalisch peinlich.
Achso, noch etwas: Du schriebst eben von konstanter Kraft, genau das ist aber die Zentripetalkraft nicht, denn sie ändert ja ständig die Richtung.
Nein, eine echte Zentripetalkraft wirkt nur senkrecht in die Mitte, hätte sie noch einen tangentialen Anteil, dann würde der Körper auf der Kreisbahn schneller werden, bei einer echten Kreisbewegung ist das allerdings nicht so.
Stell dir mal einen Stein vor, der aus 1m Höhe hinunterfällt. Er kommt genau darunter auf. Nun wird er waagerecht schnell weggeworfen. Immer noch wird er nur nach unten beschleunigt, trotzdem kommt er weiter rechts auf ... Logisch. Nun wird der Stein extrem schnell nach rechts geworfen. Auch er wird nach unten beschleunigt, aber mittlerweile hat sich die Erde, da sie rund ist, unter dem Stein weggedreht. Hat der Stein nun die nötige tangentiale Geschwindigkeit , dann kommt er der Erde nie näher , obwohl er immer nur Richtung Erde beschleunigt wird. Er fällt also um die Erde herum. Beachte aber , dass die Kraft zwar immer zum Erdmittelpunkt zeigt, aber auch ständig ändert, da ja auch die Richtung zum Erdmittelpunkt sich immer ändert.
Das ist ja quasi die erste kosmische Geschwindigkeit aber was macht es für einen Unterschied ob sich die Erde dreht oder nicht?
Diese Satz ist aus dem Bezugssystem Stein gemeint, aus diesem Bezugssystem dreht sich die Erde. Mit der Rotation um die eigene Achse hat das nichts zu tun
Aber wie kann man diese Sache mit dem Stein unter dem sich die Erde wegdreht mit einer andern Kreisbewegung vergleichen wen. Ich einen Stein an einem Seil um mich herumschleudere bspw?
Ganz einfach, es zeigt , dass eine Kraft zum Mittelpunkt in Kombination mit der richtigen tangentialen Geschwindigkeit eine Kreisbewegung ergibt.
Hi,
warum bewegt sich der Körper dann nicht in Richtung Mittelpunkt des Kreises ?
Die Zentripetalkraft ist nur so groß, um den Körper auf der Kreisbahn zu halten - sie gleicht die nach außen gerichtete Scheinkraft (Zentrifugalkraft) aus.
LG
Aber es ist eine scheinkraft d.h. Sie gibt es nicht wirklich
Siehe die Antwort von Ralph1952, schöner könnte ich es nicht erklären.
Eine gute Frage, die sich jeder Physiker oder physikbegeisterte Laie irgendwann mal stellt. Es erscheint in der Tat etwas unintuitiv, dass eine Kreisbahn, deren Geschwindigkeits-Vektor keine radiale Komponente besitzt das Resultat einer ausschließlich radialen Kraft sein kann.
Dass du auf diese Frage kommst zeigt darum in der Tat eigentlich, dass deine Intuition was Kinematik angeht Recht gut ist.
Viele angebrachte Erklärungen sind richtig aber wenig anschaulich dargelegt, darum versuche ich es.
Am besten denkt man sich zunächst einen Körper, welcher sich ohne Krafteinwirkung geradeaus bewegt. Erscheint nun plötzlich ein Körper in gewissem Abstand zum ersten Körper und übt eine attraktive Kraft aus (z.B. Schwerkraft), wird der erste Körper abgelenkt und zwar in Richtung des zweiten. Aufgrund der anfänglichen Geschwindigkeit wird Körper 1 aber nicht direkt in Richtung von Körper 2 fallen, sonder vollzieht eine überlagerte Bewegung, befindet sich nun also auf einem neuen Kurs, welcher wieder in irgendeine Richtung (nicht direkt auf 2) verläuft. Nun befinden wir uns wieder in der Ausgangsposition, die Argumentation beginnt also von vorne. Dies erklärt natürlich keine Kreisbahn, wohl aber den eigentlichen interessanten Umstand, dass eine Flugbahn entsteht, die nicht in Richtung der eigentlichen Quelle weist. Mit etwas mehr Überlegungen dieser Art kann man auch leicht begreifen, dass eine Bahn entsteht in welcher sich Körper 1 um Körper 2 bewegt. Dass unbedingt eine Ellipse oder bei sehr speziellen Anfangsbedingungen ein Kreis entsteht, sind dann in meinen Augen mathematische Details.
Ich weiß nicht ob diese Erklärung nun einleuchtend war aber mir erscheint es so schlüssig. Feedback ist natürlich erwünscht.
Die Zentripetalkraft ist eine Scheinkraft, die nur für Beobachter außerhalb des rotierenden Bezugssystems zu wirken scheint. Der rotierende Körper spürt die Zentrifugalkraft.
Diese Kräfte wirken erst, wenn ein Körper in einem Abstand r zu einem Rotationszentrum rotiert. Er hat also eine Geschwindigkeit tangential zur Kreisbahn, die er beschreibt. Es wirkt nun eine Kraft, die ständig die Bewegungsrichtung ändert, welche genau von dieser Geschwindigkeit abhängt. Ruht der Körper, so verschwindet auch die Zentripetalkraft - logisch, er rotiert ja nun nicht mehr.
Ok Aber dann müsste doch auch eine Kraft tangential wirken damit der Körper sich nach vorne bewegt oder nicht oder was unterscheidet die zentripetalkraft von anderen Kräften