Warum wird beim Kettenkarussell im Kräftediagramm nur die Zentripetalkraft angetragen?
Also warum wird die Zentrifugalkraft nicht berücksichtigt?
2 Antworten
Das Bezugssystem ist wichtig : Von außen betrachtet wirken zwei Kräfte auf den Körper , die Gewichtskraft nach unten und die Seilkraft schräg nach oben in Richtung Seil, das sind die beiden wirkenden Kräfte, sonst nichts. Die Vektorsumme der beiden Kräfte zeigt nach innen und erfüllt, da das Karussell sich im Kreis dreht, die Kreisbedingng m • omega² • r.
Im Bezugssystem Karussell gibt es eine weitere Kraft , die Zentrifugalkraft. Sie wirkt nach außen und hat auch die Größe m • omega² • r. Die Vektorsumme der drei Kräfte ist 0, denn im Bezugssystem Karussell ruht das Karussell logischerweise .
Die Kommentare , ob es die Zentrifugalkraft gibt oder nicht , sind Unsinn. Sie lässt sich durch Bezugssystemwechsel rein und wegtransformieren, das gilt aber lokal für alle Volumenkräfte , wie man seit Einstein 1916 weiß
Weil die Zentripetalkraft die eigentlich wirkende Kraft ist. Zentrifugalkraft ist lediglich die daraus resultierende Gegenkraft.
Soweit meine Behauptung, korrigiert mich bitte falls ich völlig falsch liege.
Deswegen wird die Zentrifugalkraft auch als Scheinkraft bezeichnet. Wäre sie eine echte Kraft, würde der Sitz eines Kettenkarussells beim Reißen der Kette radial weggeschleudert. Er bewegt sich in diesem Fall aber tangential zum Abreißpunkt. Die Beschleunigung während der Fahrt geschieht also, wenn der Sitz an der Kette hängt und das Karussell in Bewegung ist, tatsächlich nicht nach außen, wie es die Insassen empfinden, sondern zur Mitte hin. Der Sitz mit der auf ihm befindlichen Person würde sich gerne tangential bewegen, die Kette aber zwingt ihn ständig Richtung Mittelpunkt. In einem Karussell werden wir also nicht nach außen gedrückt, sondern die Gondel drückt gegen uns nach innen.
Herzliche Grüße,
Willy
Der Begriff "Scheinkraft" sorgt leider oft für Trugschlüsse (bitte die Definition von Scheinkraft mal nachlesen). Das hat nichts damit zu tun, dass diese Kraft nicht existiert. Die Zentrifugalkraft ist eine real wirkende Kraft. Allerdings kann sie nicht in Inertialsystemen beobachtet werden. Der Sitz eines Kettenkarussells ist kein Inertialsystem.
Die Zentrifugalkraft ist wie jede Volumenkraft Bezugssystemabhängig, lässt sich also durch Wechseln des Bezugssystems wegtransformieren. Dass Newton sie als Scheinkraft betitelte, hatte damit zu tun, dass er den Feldbegriff noch nicht kannte, heute sind wir weiter, schon 1916 waren wir es: Einstein : Gravitationsfelder und Trägheitsfelder sind lokal ununterscheidbar. Ein Trägheitsfeld existiert nur im Bezugssystem Karussell, hier ist die Zentrifugalkraft real. In diesem Bezugssystem , welches ja rotiert, ruht der Sitz des Karussells , denn er bewegt sich genau wie das Bezugssystem selbst. Reißt das Seil, dann fliegt der Sitz wirklich nach außen (Achtung! Rotierendes Bezugssystem , nicht plötzlich von außen betrachten! Allerdings kommt erschwerend hinzu , dass das Trägheitsfeld zwei Komponenten hat, Zentrifugalkraft und Corioliskraft, welche nur bei Geschwindigkeiten innerhalb des rotierenden BS auftritt. Daher beschreibt der nach außen fliegende Sitz auch aus Sicht des Karussells eben keine Gerade.
Ne das ist völlig richtig nur die zentripidal kraft wirkt und das was als zentrifugalkraft bezeichnet wird ist massenträgheit.