Warum liefert die Gravitationskraft zum Beispiel die Zentripetalkraft (diese wirkt ja immer bei Kreisbewegungen), wenn die Gravitation immer nach unten zeigt?
also ich hoffe ihr versteht was ich meine, weil wir im Unterricht oft so Aufgaben hatten, was zum Beispiel die geringste Geschwindigkeit einer Schaukel an der höchsten Stelle der Kreisbahn ist. Und da hatten wir immer den Ansatz verwendet: Zentripetalkraft ist gleich Gewichtskraft. Aber wie kann das gleich sein sein? Wieso bewegt sich dann der Körper manchmal auch nach oben, wenn die Gewichtskraft nur nach unten wirkt?
5 Antworten
Warum liefert die Gravitationskraft zum Beispiel die Zentripetalkraft (diese wirkt ja immer bei Kreisbewegungen), wenn die Gravitation immer nach unten zeigt?
Bei Umlaufbahnen im Weltraum ist "unten" immer da, wo der Körper ist, der umkreist wird. Deshalb kommt dann auch die Zentripetalkraft immer von dort.
die geringste Geschwindigkeit einer Schaukel an der höchsten Stelle der Kreisbahn
An der höchsten Stelle der Bahn, also am Umkehrpunkt, ist die Geschwindigkeit Null.
Und da hatten wir immer den Ansatz verwendet: Zentripetalkraft ist gleich Gewichtskraft.
Wirklich, bei einer Schaukel...? Das möchte ich sehen.
Wieso bewegt sich dann der Körper manchmal auch nach oben, wenn die Gewichtskraft nur nach unten wirkt?
Das kann durch die Trägheit eines geworfenen Körpers so sein. Z.B. bei dem Wasserstrahl eines Springbrunnens.
Oder es wirkt noch eine andere Kraft auf den Körper, die größer ist als die Gewichtskraft, und ihn aufwärts schiebt. So steigen z.B. Raketen gegen die Schwerkraft nach oben und so tut es auch, wer eine Bergwanderung macht,
Die Zentripetalkraft kann durch die Gravitation entstehen, muss aber nicht. Die Bahn der Erde um die Sonne wird zB durch diese ermoeglicht. Dabei zeigt der Richtungsvektor sehr wohl nach 'unten', also zum Massezentrum, in diesem Fall zum Masseszentrum des Sonne-Erde-System. Bei der Kurvenfahrt eines Autos ist die Zentripetalkraft hingegen die Reibungskraft der Reifen. Diese hat in diesem Zusammenhang nichts mit Gravitation zu tun hat.
die Erde faellt nicht zur Sonne, weil sie sich nach vorne bewegt. Gaebe es keine Gravitation, wuerde sie geradewegs an der Sonne vorbei fliegen. Diese Geschwindigkeit erzeugt die Zentrifugalkraft. Diese ist mit der Zentripetalkraft im Gleichgewicht.
die Erde faellt nicht zur Sonne, weil sie sich nach vorne bewegt. Gaebe es keine Gravitation, wuerde sie geradewegs an der Sonne vorbei fliegen.
Stimmt.
Diese Geschwindigkeit erzeugt die Zentrifugalkraft. Diese ist mit der Zentripetalkraft im Gleichgewicht.
Wenn das so wäre, dann wäre die Erde kräftefrei und dann täte sie genau das Gleiche was Du schon sagtest und was auch das Erste Newtonsche Gesetz sagt: Sie würde auf gerader Linie davonfliegen. Im Orbit gibt es jedoch keine Zentrifugalkraft.
die Kraft, die einen Himmelskoerper auf seiner Kreisbahn haelt und nach aussen wirkt, ist schon die Zentrifugalkraft. So wird es auch hier erklaert am Beispiel des Mondes:
Während die Erdanziehungskraft den Mond zur Erde hin zieht, wirkt eine weitere Kraft in die entgegengesetzte Richtung: die Zentrifugalkraft. Die Zentrifugalkraft ist eine fiktive Kraft, die ein Objekt von einem sich drehenden Körper weg nach außen zieht.
Wenn der Mond die Erde umkreist, bewegt er sich auf einem gekrümmten Pfad. Diese Bewegung erzeugt eine Zentrifugalkraft, die den Mond von der Erde wegzieht.
https://phongnhaexplorer.com/fua/bildung/warum-umkreist-der-mond-die-erde.html#gsc.tab=0
die Kraft, die einen Himmelskoerper auf seiner Kreisbahn haelt und nach aussen wirkt,
Eine Kraft, die nach außen wirkt, kann einen Himmeldkörper nicht auf einer Kreisbahn halten. Dazu braucht es eine Kraft, die nach innen wirkt und so die Bahn des Körpers um das Zentrum herum krümmt.
https://phongnhaexplorer.com/fua/bildung/warum-umkreist-der-mond-die-erde.html#gsc.tab=0
Vergiss das, es ist Quatsch. Das ist von KI-Bots irgendwoher zusammenkopiertes Zeug. Lies lieber Seiten von Leuten, die das Thema verstehen und richtig erklären.
Zum Beispiel hier:
https://www.leifiphysik.de/mechanik/kreisbewegung/grundwissen/zentripetalkraft
Und, falls Grundlagen dafür fehlen, im ganzen Kapitel:
https://www.leifiphysik.de/mechanik/kreisbewegung
Ich wünsche Dir ein gutes, erfolgreiche Neues Jahr!
Danke, ebenso.
Vergiss das, es ist Quatsch.
Ich werde die Fliehkraft der Erde keineswegs vergessen. Auch wenn ich von Gezeiten nicht beeinflusst bin.
Warum liefert die Gravitationskraft zum Beispiel die Zentripetalkraft
Tut sie nicht.
Zentripetalkraft ist gleich Gewichtskraft
Der Ansatz ist falsch, wie du dir schon selbst hergeleitet hast (Zentripetalkraft ist ja immer nach "innen" gerichtet, die Gewichtskraft nach "unten", ein Gleichsetzten ergibt daher ja gar keinen Sinn). Daher kann ich mir nicht vorstellen dass ihr den Ansatz so aufgestellt habt. Hoffentlich. Denn wie gesagt, er ist halt falsch.
Oder aber die Aufgabenstellung war irgendwie anders, etwa dass die Gesamtkraft die auf den Schaukelnden wirken soll am Scheitpunkt null sein soll, also die Minimalgeschwindigkeit bestimmt werden soll, oder sowas. Dann wärs richtig, aber halt nur für diesen ganz spezielen Fall in genau dem Moment.
an der Schaukel ist die Zentripetalkraft nicht die Gewichtskraft, sondern die Befestigung der Seile an der Stange, und sie ist auch nicht in jeder Position gleich (steht die Schaukel zB gerade waagerecht, ist die Zentripetalkraft null). Nur wenn die Schaukel in Ruhe hängt, ist der Betrag der Zentripetalkraft gleich der Gewichtskraft, aber die Richtung ist entgegengesetzt.
Die Gewichtskraft ist zum Mittelpunkt (Schwerpunkt) der Erde gerichtet. Das ist aus der Sicht eines Erdstelliten der zentrale Punkt der Gravitation.
"Wieso bewegt sich dann der Körper manchmal auch nach oben, .....?"
Weil manchmal offensichtlich auch eine Kraft entgegen der Schwerkraft wirkt.
ja, aber wieso entsteht dabei eine Kreisbewegung? Und wieso fällt die Erde quasi nicht zur Sonne?