Zentrifugalkraft

Amateurphysiker · Anmeldungsdatum: 13.11.2015 Beiträge: 307

Hi, ich bin gerade etwas verwirrt. Es geht um die angehängte Aufgabe.

Die Zentrifugalbeschleunigung errechnet sich ja als

. Was bezeichnet denn mein w? Ist das die Winkelgeschwindigkeit des Bezugssystems oder die Geschwindigkeit des Flugzeugs? In unserer Lösung ist es ersteres. Aber das würde ja bedeuten die Zentrifugalkraft hängt nur von der Erdrotation ab und nicht davon mit welcher Geschwindigkeit das Flugzeug fliegt!?

Danke!!

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Vielleicht mal die komplette Aufgabe?

Amateurphysiker · Anmeldungsdatum: 13.11.2015 Beiträge: 307

Das ist die komplette Aufgabe! Falls du mir nicht glaubst, anbei noch mit Teil a smile

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Ich versuche mal die Frage b) zu erahnen / einzudeutschen

b0) Lesen Sie die komplette Frage und fertigen Sie eine Skizze an!
b1) Bestimmen Sie jeweils die resultierende Trägheitskraft auf ein Flugzeug nahe der Erdoberfläche
beim Äquator und mit den Flugrichtungen ...
b2) ... bei der geographischen Breite psi ...
b3) ... Vergleichen Sie die Ergebnisse von b1 und b2!

Vorab, was nicht selbstverständlich ist: der Text legt als Bezugssystem ein entsprechendes Stück Erdoberfläche nahe, ein Nichtinertialsystem mit den bekannten Trägheitskräften. Dafür ist ein passendes Koordinatensystem angesagt, meinetwegen x Ost, y Nord, z senkrecht, geographische Breite Psi, Erdradius R und Winkelgeschwindigkeit (zumindest Omega_z).

zufaul zum einloggen · Gast

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Einfaches Beispiel: Ruhender Beobachter auf dem Äquator

Duncan · Gast

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Amateurphysiker · Anmeldungsdatum: 13.11.2015 Beiträge: 307

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

Richtig dann du hast du ja auch kein rotierendes (-> beschleunigtes) Bezugssystem mehr.

Der Sinn von Trägheitskräften in der Physik besteht darin um zu erklären warum im Inertialsystem kräftefreie Körper in beschleunigten Bezugssystem beschleunigen. weil sonst, ohne Trägheitskräfte , würden ja da drinnen Körper kraftlos beschleunige.

Dann könnte man aber Newton in Mülleimer schmeißen

Daher gibts im rotierenden Bezugssystem Corioliskraft und Zentrifugalkraft und im Inertialsystem nicht, weil man sie im Inertialsystem nicht braucht.

Amateurphysiker · Anmeldungsdatum: 13.11.2015 Beiträge: 307

Achso ok! Und wie heisst dann die Gegenkraft der Zentripetalkraft innerhalb eines Inertialsystems?

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

Kraft.....

Angenommen Kugel auf Schnur und du dreht sie im Kreis.

dü übst eine Kraft auf die Kugel aus diese wird Zentripetalkraft genannnt.

reactio die Kugel wirkt mit einer entgegengesetzen Kraft auf dich, und will dich nach aussen ziehen.

Diese Kraft kannsd du taufen wie du willsd, sie würde aber doch vom Betrag und von der Richtung her der Zentrifugalkraft entsprechen.

der Unteschied ist das diese Kraft aber nicht auf die Kugel wirkt sondern von der Kugel auf dich wirkt. auf die Kugel wirkt nur die Zentripetalkraft und sie beschleunigt nach innen.

angenommen du drehst koordinaten mit dir mit für dich ist die Kugel nun im Gleichgewicht auf die Kugel wirkt nun die Zentripetalkraft nach innen und die Zentrifugalkraft nach aussen, beide eleminieren sich und die beschleunigung der Kugel ist gleich null. Die Zentrifugalkraft ist also eine Kraft die auf die Kugel wirkt.

Nun ziehst du ja mit der Zentripetalkraft nach innen die aber auf die Kugel keine resultiernde Beschleunigung bewirkt weil wie gesagt auf die Kugel noch die Zentrifugalkraft wirkt.

reactio du wirsd mit dem Gegenteil von der Zentripetalkraft nach aussen gezogen, diese Kraft ist zwar vom Betrag her gleich der Zentrifugalkraft aber nicht dieselbe, sie hat eine eigenständige Identität. denn diese Kraft wirkt von der Kugel auf dich als reactio und sie muß nicht immer gleich groß der Zentrifugalkraft sein zum Beispiel kannsd du ja schwächer ziehen dann wandert halt die Kugel nach aussen. und die Kraft die auf dich wirkt es geringer. sie hat also nichts mit dem System der Kugel zu tun sondern wenn du dich im weiteren Falle betrachtest was mit dir passiert mußt du die Kraft auf dich einzeichnen nicht aber auf die Kugel.

Auf die Kugel wirkt eben die Zentrifugalkraft und die Zentripetalkraft.

Im Endeffekt besteht da drinnen natürlich auch eine gewisse Logik zu sagen die zentrifugalkraft zieht dich nach aussen, weil ja diese Kraft tatsächlich die Kugel da drinnen nach aussen ziehen will und du wirkst dagegen.

Im Inertialsystem würdest du sagen weil die Zentrifugalkraft da drinnen nicht wirkt. die Trägheit der Kugel will dich nach aussen ziehen den um sie auf der Kreisbahn zu halten mußt du sie nach innen beschleunigung aber das geht nicht ohne Kraft , weil sie träge ist und leider nach Newton wirkt ein reactio auf dich und will dich nach aussen ziehen.

Einmal argumentierst du also mit der Zentrifugalkraft Trägheitskraft einmal argumentiert man mit der Trägheit selbst also ohne Kraft.

Am Anfang ist das irgendwie halt schwer zu verstehen

Amateurphysiker · Anmeldungsdatum: 13.11.2015 Beiträge: 307

Oh jetzt hab ich einiges verstanden! Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!!

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

Die Zentripetalkraft ist eine erforderliche Kraft.

Übt man eine Kraft auf eine Kugel aus um sie in der Kreisbahn zu halten so muß sie der erforderlichen Zentripetalkraft entsprechen.

sei die Kraft Fxy dann entspricht sie Fzp

Die Kraft Fxy wirkt im Inertialsystem wechsel ich nun in ein beschleunigtes Bezugssystem so bleibt die Kraft Fxy dieselbe und es auch die selbe Identität daher führe ich auch dort keinen neuen Namen ein.

In meiner erklärung habe ich diese Kraft Fxy Zentripetalkraft getauft und wechsle ich nun in das beschleunigte wirkt auch dort die Zentripetalkraft für was sollte ich hier eine neuen Namen einführen es ist diesselbe Kraft.

aber ich verstehe was du meinst. Die Defintion ist eine erforderliche resultierende Kraft
aber auch diese verändert sich nicht im beschleunigten Bezugssystem.