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Nachricht |
jinsl
Gast
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 jinsl Verfasst am: 14. Aug 2017 23:01 Titel: Corioliskraft und Drehrichtung in Raumstation |
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Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich verstehe nicht genau was der Satz in dieser Aufgabe (b) bedeutet:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=d1b659-1502744572.png
Ich glaube, dass ich ein Bild oder Video brauche, um das zu veranschaulichen. Kann jemand das bitte erklären?
"Die Coriolis-Kraft zeigt in (entgegen der) Richtung der Zentrifugalkraft, wenn der Astronaut in (entgegen der) Drehrichtung läuft"
Danke!
Meine Ideen:
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3405
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| ML Verfasst am: 15. Aug 2017 09:07 Titel: Re: Corioliskraft und Drehrichtung in Raumstation |
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Hallo,
| jinsl hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
ich verstehe nicht genau was der Satz in dieser Aufgabe (b) bedeutet:
"Die Coriolis-Kraft zeigt in (entgegen der) Richtung der Zentrifugalkraft, wenn der Astronaut in (entgegen der) Drehrichtung läuft"
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Betrachtung aus einem Inertialsystem
Stell Dir das Raumschiff als überdimensionales Hamsterrad vor. Eine Person, die sich im Hamsterrad befindet, wird durch das Hamsterrad auf eine Kreisbahn gezwungen/gedrückt (Zentripetalkraft) und kann sich damit nicht, wie es ohne Krafteinwirkung geschehen würde, auf einer geradlinigen Bahn fortbewegen. Die Person erlebt dieses "Drücken auf die Kreisbahn" so ähnlich, wie wir auf der Erde die Erdanziehung erleben.
Wenn die Person innerhalb des Hamsterrades läuft, kann sie beispielsweise mit der Drehrichtung laufen oder entgegen der Drehrichtung (oder auch senkrecht dazu).
- Läuft sie in Drehrichtung, vergrößert sich ihre Drehgeschwindigkeit. Die Zentripetalkraft wird daher größer. Der Fußboden (=Hamsterrad) benötigt nun eine größere Kraft, um die Person auf die Kreisbahn zu zwingen. Die Person erlebt das als eine Vergrößerung der künstlichen Gravitation.
- Läuft sie gegen die Drehrichtung, verringert sich ihre Drehgeschwindigkeit. Die Zentripetalkraft wird daher kleiner. Der Fußboden (=Hamsterrad) benötigt nun eine kleinere Kraft, um die Person auf die Kreisbahn zu zwingen. Die Person erlebt das als eine Verringerung der künstlichen Gravitation.
Betrachtung aus dem sich drehenden System
Wenn Du dich gedanklich im drehenden System befindest und über Deine Drehung bescheid weißt (weil Du beispielsweise den Fixsternhimmel beobachten kannst), wirst Du die Kraft, die Dich auf den Boden drückt, als Zentrifugalkraft interpretieren und die Verringerung dieser Anziehungskraft (wenn Du Dich gegen die Drehrichtung bewegst) als Corioliskraft.
https://de.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft
Unterscheide hier zwischen Zentrifugalkraft und Zentripetalkraft.
- Die Zentrifugalkraft, die die Person gegen den Boden drückt, existiert nur im beschleunigten System.
- Die Zentripetalkraft, mit der der Boden gegen die Person drückt, existiert nur im Inertialsystem.
- Die Corioliskraft existiert auch nur bei einer Betrachtung aus dem beschleunigten System heraus.
Viele Grüße
Michael |
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jinsl
Gast
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| jinsl Verfasst am: 15. Aug 2017 16:05 Titel: |
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Hallo Michael und zusammen,
danke für die Erklärung. Sie war sehr hilfreich. Ich glaube, dass ich jetzt verstehe aber ich möchte erklären die logischen Schritte, die ich jetzt im Kopf habe.
Dein Hamsterradsbeispiel hat mir geholfen und ich möchte es nochmal benutzen.
Hier ist ein Bild zu sehen was ich meine:
www . bilder-upload . eu/show . php?file=cba2de-1502804948. jpg
Da der Astronaut immer auf die äußere Seite läuft, muss an jeder Stelle die Winkelgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des Astronauts senkrecht zu einander sein.
Mit Hilfe der Definition der Corioliskraft(beschleunigung) und des Kreuzproduktes, wissen wir, dass die Corioliskraft muss senkrecht auf die Winkelgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit.
Wenn die Drehrichtung und die Geschwindigkeit die gleiche Richtung haben, dann ist die Corioliskraft die gleiche Richtung wie die Zentrifrugalkraft. Das bedeutet, der Astronaut wird mehr Scheinkräfte fühlen.
Wenn die Geschwindigkeit antiparallel zur Drehrichtung, dann zeigt die Corioliskraft nach innen also antiparallel zur Zentrifrugralkraft. Somit subtrahieren die beiden Vektoren und fühlt der Astronaut weniger Scheinkräfte.
Ist was ich geschrieben richtig oder fehlt etwas? |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3405
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| ML Verfasst am: 15. Aug 2017 22:41 Titel: |
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| jinsl hat Folgendes geschrieben: | | Ist was ich geschrieben richtig oder fehlt etwas? |
Es hört sich (mit Ausnahme von ein paar sprachlichen Ungenauigkeiten) ganz gut an. |
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