Fliehkraft

[richy]

Denken wir uns folgendes: Der sich drehende Jemand lässt das Seil los. Was passiert jetzt? Wenn hier nur die Zentrifugalkraft wirken soll, dann müsste doch die Kugel radial entlang dieser Kraft nach aussen wegbeschleunigt werden, so wie Hamilton es schon korrekt erwähnt hat.

grmpfl. Hamiltons Bemerkung war doch falsch.
Dazu in mehreren Punkten weil er auch noch die Corioliskraft vergessen hat.
Er schrieb :

Wenn ich ein Kettenkarussel habe und die Fliehkraft als echte Kraft ansehe, dann müsste sich, wenn ich die Kette durchsäge, der Sitz entlang der Kraft beschleunigen, also radial nach außen- was aber passiert ist, dass der Sitz tangential wegfliegt.

Das ist, naja schlichtweg falsch. Schade dass Hamilton sich nicht korrigiert hat.
Vom Inertialsysten aus betrachtet gibt es keine Zentrifugalkraft.

Wenn du die Zentifugalkraft betrachtest musst du dich ins drehende System begeben.
Und da fliegen Gegenstaende in der Richtung weg wie die Zentrifugalkraft und die Corioliskraft wirken. Und das ist auch nur im ersten Moment radial in Bezug der Kreisscheibe eines Karusells.
Genauer :

Zusammen mit der Corioliskraft ergibt sich eine recht komplexe beschleunigte Bewegung.
(Beschleunigt, weil die Bewegung gekruemmt ist)
Die ueber die Zentrifugal und Corioliskraft verursacht und beschrieben wird.
Ansonsten waeren diese ja witzlos.

Du sausst weiter im Kreis rum und die Kugel inertial gesehen unbeschleunigt geradlinig.
Rotierst du linksrum biegt die Kugel scheinbar nach rechts ab. Kreist um dich rum und erscheint dann von links wobei sie jedesmal beim selben Winkel radial weiter von dir entfernt ist.
Ich wuerde mal sagen sie beschreibt in etwa eine Spirale.

Das ist aehnlich wie wenn du vom Inertialsystem aus eine Rotation beobachtest.
Da bewirkt die Zetripedalkraft ja auch nicht, dass sich die Kugel entlang des Seils zum Zentrum beschleunigt hin bewegt wird. Sondern sie bewirkt die Richtungsaenderung.

Nur ausserhalb eines Krausells betrachtet fliegen Gegenstaende tangential weg. Da gibt es aber keine Fliehkraft sondern nur eine Beschleuniging und die Zentripedalkraft.

Ein Beschleunigungsmesser zeigt in der Situation aber keine Kraft an weil die Gegenkraft fehlt und daher ist die Fliehkraft eine Scheinkraft. Sie verstoesst gegen das 3 te Newtonsche Axiom. Nicht weil da Gegenstaende radial statt tangential wegfliegen wenn man wieder mal zwei Koordinatensysteme faelschlicherweise gleichzeitig betrachtet. Einmal hier und einmal da.
Am besten gleichzeitig.
Das ganze ist doch auch recht logisch. Wenn du eine Bewegung durch eine Kraft ersetzt kann das 3 te Axiom nicht mehr erfuellt sein. Da kommt eine Kraft hinzu die vorher nicht da war.
Und wenn Zentripedalkraft und Fliehkraft gleich sind. Da duerfte eigentlich gar keine Kraft angezeigt werden. Die Summe ist Null. Man misst aber die Zentripedalkraft.

Den Link hierzu hatte ich schonmal angegeben,
http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft
Die Tabelle ganz unten auf der Seite dort.

Ich meine die beste Beschreibung einer Scheinkraft ist, dass sie sich wegtransformieren laesst.

Gruesse

[Marco Polo]

Zitat von richy

Wenn du die Zentifugalkraft betrachtest musst du dich ins drehende System begeben.

Ja.

Und da fliegen Gegenstaende in der Richtung weg wie die Zentrifugalkraft und die Corioliskraft wirkt. Un das ist im ersten Moment radial in Bezug der Kreisscheobe eines Karusells.

Genau da bin ich unsicher. Zeigt sich da im drehenden Bezugssystem nicht sofort auch eine tangentiale Komponente? Die Kugel bleibt doch zurück; verschwindet also aus dem Sichtbereich des sich drehenden Beobachters.

Oder steh ich da jetzt gerade auf dem Schlauch?

Gruss, Marco Polo

[richy]

Hi Marco

Genau da bin ich unsicher. Zeigt sich da im drehenden Bezugssystem nicht sofort auch eine tangentiale Komponente?

Ja, sobald sich der Radius aendert wirkt auch die Corioliskraft. Alle Bewegungen kann man ueber das Newtonsche Gesetz, Kraefte + Scheinkraefte bestimmen. Nur einige der Scheinkraefte Kraefte werden nicht der Messung entsprechen. Da muss man wohl aufpassen.

Hamilton ist der selben Fehler unterlaufen wie dir beim Eisblock.
Er hat im Karusell, im bewegten Beobachtersystem die Zentifugalkraft betrachtet. Und dann deren Auswirkungen im Inertialsystem beschrieben.
Da gibt es die aber nicht. Da ist das eine simple Kreisbeschleunigung.
Es ist doch klar, dass in beiden Systemen die Bewegungsgleichungen und die Kraefte anders sind.

Das Koordinatensystem kann ich durch 2 Einheitsvektoren graphisch darstellen.
Fertige ich ein Zeichnung an, in der Corioliskraft und Fliehkraft eingezeichnet sind und lege die (x,y) Einheitsvektoren ins Inertialsystem. So ist dies falsch !
Zeichne ich die (r,phi) Vektoren im drehenden System ein, ist es richtig.

( Und lege ich sie auf den Eisblock bin ich selber schuld, dass ich dann die Aufgabe nur noch schwer loesen kann)