Zentrifugalkraft und Radialkraft

Maik · Anmeldungsdatum: 05.01.2013 Beiträge: 1

Meine Frage:
Glück auf liebe Physik-Gemeinde!

Ich denke seit geraumer Zeit über eine Problematik nach, aber komme einfach zu keinem grünen Zweig.
Es geht um ein Kettenkarussell. Sobald es Fahrt aufnimmt kann man beobachten, werden die Passagiere nach außen "gedrückt" werden.
Deshalb meine Frage:
Wieso werden sie spür- bzw. sehbar nach außen gedrückt?

Meine Ideen:
Das Karussell beginnt sich zu drehen. Die Personen werden beschleunigt. Wegen der Kette und dem Sitz bewegen die Passagiere sich aber nicht tangential davon, sondern sie beschreiben eine Kreisbahn. Der Sitz und die Kette wirken also eine Radialkraft/Zentripedalkraft auf sie aus. Jetzt kommt die Zentrifugalkraft ins Spiel. Sie wirkt als Gegenkraft zur Zentripedalkraft, als eine Art Trägheitskraft, in die entgegengesetzte Richtung, also nach außen.
Wenn die Passagiere jetzt sichtbar nach außen gedrängt werden, bedeuted das, dass die Zentrifugalkraft größer ist als die Zentripedalkraft?
Ich dachte sie wären entgegengesetzt gleich groß? Und wenn sie tatsächlich gleich groß und entgegengesetzt wären, dann müssten sie sich doch ausgleichen und der Körper müsste sich tangential davon bewegen, weil ihn nichts mehr auf der Kreisbahn hält, oder?

Ich würde mich über hilfreiche Antworten sehr freuen. smile

Gruß, Maik

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

- Warum-Fragen beantwortet die Physik im Grund nicht.
- In der Regel muß man erstmal sein Bezugssystem festlegen: Geht es hier um die Kräfte, welche der Karussellfahrer registriert oder um die Sicht eines außenstehenden Beobachters?

HaraldK · Anmeldungsdatum: 02.10.2012 Beiträge: 54

Wenn Du auf der Erde stehst, sagst Du dann auch, du wirst spürbar nach oben gedrückt. Nein, man sagt eher, dass man von der Gravitation nach unten gezogen wird.

So ähnlich ist es auf dem Karussell eigentlich auch. Du wirst nicht nach außen gedrückt, sondern du würdest, so wie du es beschreibst, einfach geradeaus aus dem Karussell fliegen, wenn der fest montierte Sitz dich nicht nach innen auf die Kreisbahn ziehen würde.

In der Tat hält dich die Zentripetalkraft auf Kurs im Kreis herum. Im stabilen Zustand, wenn das Karussel einmal auf Geschwindigkeit ist, werden die Passagiere nicht weiter sichtbar nach außen gedrückt, sondern ihr Abstand zum MIttelpunkt bleibt konstant. Dann ist die Zentrifugalkraft gleich der Zentripetalkraft. Wenn beim Start die Passagiere nach außen schwingen, dann ist während des Ausschwingens die Zentrifugalkraft etwas größer.

Ki · Anmeldungsdatum: 17.12.2012 Beiträge: 15

Zentrifugalkraft und Zentripetalkraft treten nie im selben Modell auf.

Betrachtest du die Bewegung von außen (Inertialsystem), so tritt eine Zentripetalkraft auf. Betrachtest du die Bewegung vom sich bewegenden Körper aus, so tritt eine Zentrifugalkraft auf.

A.T. · Anmeldungsdatum: 06.02.2010 Beiträge: 343

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Auf einem rotierenden System muss man eine zusätzliche, gravitationsähnliche Trägheitskraft einführen, die sich duch die Koordinatentransformation berechnen lästt. Diese Trägheitskraft kann in einen statischen (Zentrifugalkraft) und einen dynamischen Anteil (Corioliskraft) aufgeteilt werden. Diesen Sachverhalt habe ich in einem Video dargelegt: https://www.youtube.com/watch?v=uUVpdyxHO-I

Zusätzlich wirken alle andern Kräfte, die im nichtrotierenden System auch vorhanden sind. Nun kann man Kräfte aufgrund ihrer Wirkweise benennen: Seilkraft, Federkraft, Gleitreibungskraft, Luftwiderstand, Gravitationskraft, elektrostatische Kraft usw. . Der Begriff Zentripitalkraft ist deshalb völlig überflüssig. Mit Zentripetalkraft meint man manchmal eine Einzelkraft (z.B. die Gravitationskraft bei einer Satellitenbewegung), manchmal die Resultierende, wie hier beim Kettenkarussell.

A.T. · Anmeldungsdatum: 06.02.2010 Beiträge: 343

Hier noch eine schöne Visualisierung:
http://www.youtube.com/watch?v=49JwbrXcPjc