Winkelgeschwindigkeit?
Hallo,
Ich wollte folgendes fragen, wenn ich nun mit der Winkelgeschwindigkeit rechne, dann muss ich den Winkel immer in den Bogenmaß einsetzen, wie sieht aber die entsprechende Einheit aus?
Außerdem: Wie kann man sich die Zentripetalbeschleunigung vorstellen. Diese ist ja immer zur Mitte hingerichtet. Aber inwiefern findet hier eine Beschleunigung statt. Also beispielsweise ist es ja so, dass die Zentripetalkraft im Kräftegleichgewicht (meistens) zu seinem rotierenden System steht.Dadurch rotiert der Gegenstand dann tatsächlich die ganze Zeit im Kreis. Wie stellt man sich aber die Zentripetalbeschleunigung vor.
PS: Die Haftreibung fungiert ja manchmal als Zentripetalkraft, diese darf dann beispielsweise nicht überschritten werden, damit man sich weiterhin in der Kurve bewegt. Wie stellt man sich das aber vor, wenn man diese Kraft tatsächlich überschreitet. Weil dann resultiert ja in diesem Sinne eine größere Zentripetalkraft. Was passiert dann mit dem sich in der Kurve befinden Körper?
1 Antwort
Man kann die Winkelgeschwindigkeit auch in Grad angeben. Im Bogenmaß sind das "Radians" oder kurz "rad".
Wenn sich ein Körper kräftefrei bewegt, folgt er einer Geraden. Wenn er um eine Achse rotiert, wird er beschleunigt, und zwar zur Achse hin. Diese Beschleunigung lenkt den Körper von der gradlinigen Bahn ab.
Wenn man mit einem Auto im Kreis fährt, gleicht die Zentripetalkraft die Zentrifugalkraft aus. Wenn bei steigender Geschwindigkeit die Zentrifugalkraft höher wird als die Haftreibung, rutscht das Auto nach außen. Das ändert die Zentripetalkraft nicht (bis auf: Gleitreibung < Haftreibung). Die Zentrifugalkraft ist halt größer und darum bewegt sich das Auto nicht mehr im Kreis.
"Uff nein!" ??
"Scheinkräfte" ist ein Ausdruck für Physikkurse der Schulen. In der klassischen Mechanik treten diese Kräfte als Terme der Koordinatentransformation auf. Das gilt für die Zentrifugal- und Corioliskräfte bei Zylinder- und Kugelkoordinaten. Der FS ist aber kein Physikstudent, und so ist das Konzept der "Scheinkräfte" okay, aber nicht relevant hier.
Die zenteifugalkraft (ist zunächst mal eine scheinkraft!) kann niemals in Betrag größer oder kleiner sein als die zentripetalkraft!
Das ist kein logischer Einwand: solange die Zentrifugalkraft die Haftreibung nicht übersteigt, rutscht das Auto nicht. Natürlich kann die Zentrifugalkraft aber die Haftreibungskraft (die vorher die Zentripetalkraft darstellte) übersteigen. An "Zentrifugalkraft > Haftreibung" ist nicht falsch und man benutzt dies auch als valide Gleichung. Ich habe nichts anderes geschrieben.
Wie sich das System danach weiter entwickelt, ist ein anderes Problem.
Wenn man von den vereinfachten Systemen zu realen Autos übergeht, wird es komplexer. Driftende Autos gleiten, bewegen sich aber nicht gradlinig. Man kann sie steuern. Dann passt der Vergleich mit dem Kettenkarussell noch weniger.
Uff nein!! Die zenteifugalkraft (ist zunächst mal eine scheinkraft!) kann niemals in Betrag größer oder kleiner sein als die zentripetalkraft! Sie sind per Definition IMMER entgegengerichtet und betragsmäßig gleich groß. Wenn das Auto rutscht befindet es sich nicht mehr auf einer Kreisbahn, folglich findet keine beschleunigung nach innen mehr statt. Das ist in vereinfachter Betrachtung so, wie wenn bei einem Karussell das Seil reißt. Da sind dann zentripetalkraftkraft und somit automatisch auch zenteifugalkraft =0 und das Auto befindet sich in geradliniger Bewegung bis die Räder wieder haften.