Benötige bitte Hilfe bei folgenden Aufgaben (Zentrifugalkraft/Physik)?
Aufgabe: A) In welche Richtung zeigt die Zentrifugalkraft am Nordpol, bei 45° nördlicher Breite und am Äquator?
B) Um welchen Betrag ändert sich das Gewicht einer Person (Masse=50kg) zwischen Nordpol und Äquator?
Ich habe über Google zum Thema Zentrifugalkraft diese Formel hier gefunden: F= m* v^2/r
Nur glaube ich, dass ich damit hier nicht so richtig weiter komme. Ich habe auch so überhaupt keine "Idee" was ich mit diesen 45° aus Aufgabe A) machen muss. Bei Aufgabe B) kann ich die Formel ja dann benutzen. Nur was für Werte muss ich denn da für v^2 und r eingeben? Und warum bzw. wie findet man diese Werte speziell bei Aufgabe B) heraus?
Ich würde mich über Erklärung und Hilfe wirklich sehr freuen. (Bei Aufgabe A) gerne ein wenig ausführlicher/für ganz Blöde wie mich erklärt)
Ich danke vielmals
4 Antworten
Schau dir mal dieses Bild an. https://goo.gl/images/1ZDTuW
Die Zentrifugalkraft steht immer senkrecht auf der Erde. Also zeigt sie am Nordpol nach Norden etc... Wobei ich die Aufgabe A) irgendwie blöd gestellt finde. Bei der A) ist der Winkel eine Ortsangabe 45° nördlicher Breite.
v ist hier eine Winkelgeschwindigkeit. Die Erde "schafft" pro Tag 360° also eine voll Umdrehung. 360/24*60*60 oder eben 2Pi/24*60*60 (ob man das ganze in Grad/s oder Rad/s haben möchte). Und R ist eben der Abstand zur Rotationsache sprich maximal am Äquator und minimal am Nordpol, alles dazwischen kannst du mit dem Sinus ausrechnen.
'Die Zentrifugalkraft steht immer senkrecht auf der Erde.'
Das war wohl nichts. Überdenke es noch mal.
Weist vom Kreismittelpunkt weg, der ist bei 45° nicht der Erdmittelpunkt...
Gemeint ist vermutlich die aus der Erdrotation resultierende Zentrifugalkraft - wenn Du Karussell fährst oder Wäsche schleuderst, ist die Zentrifugalkraft eine andere.
Welchen Umfang hat die Erde am Äquator? Sollte man wissen, notfalls googeln. Daraus und aus der Umdrehungsgeschwindigkeit (sollte man auch wissen) ergibt sich die Bahn-Geschwindigkeit der Person am Äquator.
Feinheiten dabei ignorieren. So die Frage, ob die Kraft am Kopf oder an den Füßen der Person gesucht ist. Oder die 4 Minuten Unterschied zwischen Sonnentag und Sternentag.
Welche Kreisbahn die Person am Nordpol beschreibt, findest Du mit etwas Überlegung auch noch heraus. Und welche Zentrifugalkraft daraus resultiert.
Für die 45° musst Du annehmen, die Erde sei eine Kugel. Dann zeichnest Du einen Querschnitt dergestalt, dass der Nordpol oben, der Südpol unten ist. Zeichnest den Mensch, der sich auf 45° Nord befindet, und berechnest den Radius, daraus dann den Umfang, von dessen Kreisbahn.
Wenn Du es genau machen willst, subtrahierst Du nicht einfach Gravitations- und Zentrifugalkraft, sondern führst eine Vektoradition durch (Nur am Äquator liegen beide Kraftpfeile auf einer Geraden).
v = Umlaufgeschwindigkeit der Erdrotation
und
r = Rotationsradius (im Falle des Äquators wohl der Erdradius und im Falle des Pols = 0?)
Wär jedenfalls meine Behauptung.
Sie ist proportional zum Kosinus der geografischen Breite.