Kräfte und Energie

yeschiii · Anmeldungsdatum: 29.09.2008 Beiträge: 5

Hallo

Ich habe eine kleine Frage und zwar geht es um Kräfte und Energie genauer gesagt um eine Zentripetalkraft....

und zwar

Wieso wird von der Zentripetalkraft bei einer Umdrehung einer Kreisbahn keine Energie übertragen?

Eigentlich habe ich bis jetzt noch keine richtige Antwort gefunden, es handelt sich ja um die Potentielle Energie des Körpers welche durch multiplikation von höhe und Gewichtskraft errechnet werden kann also war meine idde fals es sich um eine Waagerechte bewegung handelt wäre die Höhe gleich null?

Ich hoffe mir kann jemand hierzu helfen :)
Danke im Vorraus

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Gut - in der waagerechten wird ja in der Hinsicht keine Energie übertragen, als dass die Geschwindigkeit gleich bleibt, die kinetische und potentielle Energie sich nicht verändern.
Bei einem Rad z.B. würde ich folgendermaßen argumentieren, dass in einem reibungsfreien System die Summe aus kinetischer und potentieller Energie immer gleich bleibt - also keine Energie durch die Zentripetalkraft hinzugeführt wird.

So far...

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Man könnte sich auch anschauen, wie Zentripetalkraft und Geschwindigkeit an jedem Punkt der Kreisbahn zueinander gerichtet sind, und dann daran denken wie die Arbeit einer Kraft entlang eines Weges berechnet wird.

yeschiii · Anmeldungsdatum: 29.09.2008 Beiträge: 5

Danke das hat echt sehr geholfen :)

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Wenn man Arbeiten näher betrachtet, also im Sinne von F*s . dann gibts zwei Möglichkeiten entweder die Kraft wirkt in wegrichtung oder die Kraft wirkt vertikal auf den Weg. alle anderen Möglichkeiten kann man in diese zwei Möglichkeiten zerlegen.

Nun am einfachsten kann man sich das bei der Drehung herleiten.
Wenn man diese betrachtet, kommt man drauf.
Das F*s mit der Kraft in wegrichtung immer für den Geschwindigkeitsbetrag steht gibt also immer die Erhöhung des Geschwindigkeitsbetrages an, während F*s mit vertikaler Kraft auf den Weg immer für die Winkeländerung der Geschwindigkeit zuständig ist.
Je größer F*s (vertikal) umso mehr hat sich der Winkel geändert je nach Geschwindigkeit..

F*s (in Wegrichtung)....Geschwindigkeitsbetrag
F*s (vertikal auf den Weg) ...... Winkelveränderung in Abhängigkeit der drehgeschwindigkeit ohne Auswirkung auf deren Betrag

In der Physik spricht man aber nur von Arbeit wenn die Kraft in Wegrichtung wirkt, weil nur dann der Betrag der Geschwindigkeit verändert wird, und das Auswirkungen auf die kinetische Energie hat.

Man könnte aber auch F*s (vertikal) als Winkelveränderungsarbeit bezeichnen die nur Auswirkungen auf den Winkel hat. Aber das birgt keinen großen Nutzen weil man den Winkel viel einfacher berechnen kann als über F (vertikal) *s. Dies wird sogar sehr komplex

Hingegen wird durch die Arbeit mit Kraft in Wegrichtung der Formalismus wesentlich erleichtet und so manche Aufgabenstellung wird durchsichtiger gemacht.

Man sollte sich aber doch merken das eine vertikale Kraft in Wegrichtung immer eine Winkelveränderung herbeiführt, das bringt Vorteile.

Betrachtet man zum Beispiel die Hochschaubahn die sich über eine Gewisse Schienenbahn herab bewegt, so wissen wir das der Betrag der Geschwindigkeit der Bahn in einem Punkt nur von dem potentiellen Energieverlust in diesem Punkt abhängt. Da aber diese Geschwindigkeit je nach Form unter völlig anderen Winkel wirkt, muß so eine wie oben genannte "vertikale Arbeit (Winkeländerung)" zugeführt werden. Dies macht uns während der gesamten Strecke die Bodenauflagekraft.

Unter Anführungszeichen vertikale Arbeit, deshalb weil es nach physikalischer Definition eigentlich keine Arbeit ist, also keine Energiezunahme bewirkt, lediglich den winkel verändern.

Müßtest du statt der Bodenauflagekraft selbst diese Kraft aufbringen und die Bahngeschwindigkeit umlenken, würdest du wahrscheinlich der Meinung sein das du enorme Arbeit geleistet hast und deine Muskeln würden mit der Zeit erschlaffen, also müßte es eigentlich doch "Arbeit"
sein.

Das gleiche wäre ja wenn man einen Gegenstand einfach nur in seiner Höhe haltet über eine Gewissezeitspanne, man muß dann die Gewichtskraft aufbringen legt aber keinen Weg zurück. Nach physikalischen Sinne weil der Weg 0 ist wär dies ja keine Arbeit.
Aber halte mal 10 kilo über 1 Stunde, und dann frag ich nochmal ob das Arbeit wäre Augenzwinkern