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Agnodice
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 37
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 Agnodice Verfasst am: 19. März 2007 12:41 Titel: Inertialsystem und Zentripetalkraft |
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Hallo,
verstehe diesmal etwas anderes nicht:
Und zwar gilt in Inertialsystemen ja die Newtonsche Mechanik, also auch das Prinzip action=reactio.
Man betrachtet jetzt z.B. eine Kreisscheibe, die sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht und auf der eine Kugel mit Schnur gehalten wird, sodass diese sich auf der Kreisscheibe dreht.
Nun ist ja klar, dass über die Schnur eine Zentripetalkraft zum Mittelpunkt der Scheibe auf die Kugel wirkt (=actio). Was ist hier denn dann die reactio? Denn zu behaupten, dass die Zentripetalkraft durch die Scheinkraft "Zentrifugalkraft" ausgeglichen wird, wäre hier doch falsch, oder? Man würde ja dann die beiden Bezugssysteme (das Intertialsystem und das beschleunigte System) miteinander kombinieren!
Außerdem haben Scheinkräfte ja keine Gegenkräfte!
Weiteres Beispiel: Kreisen eines Satellits um die Erde. Warum stürzt der Satellit nicht auf die Erde zu?
Könnte mir bitte jemand aushelfen? |
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Gargy
Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046
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| Gargy Verfasst am: 19. März 2007 12:49 Titel: |
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Der Satellit fällt nicht runter, weil Zentrifugalkraft und Gewichtskraft sich die Waage halten.  |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 19. März 2007 13:25 Titel: |
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Gargys Betrachtung gilt im beschleunigten (also die Erde umkreisenden) Bezugssystem. Dort wirkt die Zentrifugalkraft, und die Zentrifugalkraft und die Gewichtskraft halten sich in diesem Bezugssystem die Waage, die resultierende Kraft in diesem beschleunigten Bezugssystem auf den Satelliten ist Null.
Die Betrachtung im Inertialsystem "Erde" lässt sich wie folgt formulieren: Hier wirkt nur die Gewichtskraft auf den Satelliten. Diese Gewichtskraft zwingt den Satelliten auf eine Kreisbahn, die Gewichtskraft wirkt also hier als Zentripetalkraft. Die resultierende Kraft in diesem Inertialsystem ist also die Gewichtskraft, die den Satelliten so beschleunigt, dass er sich auf einer Kreisbahn bewegt. |
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Agnodice
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 37
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| Agnodice Verfasst am: 19. März 2007 14:02 Titel: |
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Aber ich dachte Scheinkräfte wie die ZentriFUGALkraft treten nur in beschleunigten Bezugssystemen auf und haben keine Gegenkräfte!!??
Klar, im Beispiel Satellit ist die Erde streng genommen kein Inertialsystem, da sie sich ja selbst dreht, aber was ist denn mit meinem ersten Beispiel?? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 19. März 2007 15:48 Titel: |
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| Zitat: |
Klar, im Beispiel Satellit ist die Erde streng genommen kein Inertialsystem, da sie sich ja selbst dreht,
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Entschuldige, dann habe ich dich mit meiner etwas verkürzten und deshalb vielleicht nicht ganz genauen Formulierung vom "Inertialsystem Erde" ein bisschen irregeleitet; das Inertialsystem, in dem die Gravitationskraft der Erde als Zentripetalkraft wirkt und den Satelliten auf eine Kreisbahn um die Erde zwingt, kannst du dir genaugenommen als ein Bezugssystem vorstellen, das sich mit der Erde mitbewegt, aber nicht mit der Erdrotation mitdreht. (Und dass die Erde selbst auf einer Kreisbahn um die Sonne umläuft, wollen wir hier für unsere Betrachtung vernachlässigen.)
| Zitat: |
aber was ist denn mit meinem ersten Beispiel?? |
| Zitat: |
Nun ist ja klar, dass über die Schnur eine Zentripetalkraft zum Mittelpunkt der Scheibe auf die Kugel wirkt (=actio). Was ist hier denn dann die reactio?
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Die Reactio ist hier die Kraft, mit der die Schnur an dem Stift in der Mitte der Kreisscheibe zieht, an dem die Schnur festgebunden ist.
| Agnodice hat Folgendes geschrieben: | Aber ich dachte Scheinkräfte wie die ZentriFUGALkraft treten nur in beschleunigten Bezugssystemen auf
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Damit bin ich einverstanden. Das haben wir beide oben auch so gesagt.
| Zitat: |
und haben keine Gegenkräfte!!??
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Dass Scheinkräfte keine Gegenkräfte haben, liegt daran, dass sie nicht daher kommen, dass jemand an dem Körper mit dieser Scheinkraft zieht (dann würde der Körper genauso an dem "jemand dagegenziehen"), sondern dass Scheinkräfte allein von der Wahl des Bezugssystems kommen.
Dass die Scheinkraft "Zentrifugalkraft" keine Gegenkraft hat, merkt man daran, dass sie auch dann auftritt, wenn niemand dagegenzieht. Wenn man die Schnur der Kugel an der Drehscheibe durchschneidet, dann beschleunigt die Zentrifugalkraft die Kugel nach außen weg, ohne dass auf sonst irgendetwas dabei eine Kraft wirkt.
Dass die Scheinkraft keine Gegenkraft hat, bedeutet aber nicht, dass nicht auch eine zweite Kraft wirken kann, die genausogroß ist und entgegengesetzt wie diese Scheinkraft. Die Erdanziehungskraft ist also keine Gegenkraft im Sinne von Reactio zur Scheinkraft Zentrifugalkraft, sondern sorgt im beschleunigten Bezugssystem als zweite Kraft neben der Zentrifugalkraft dafür, dass sich der Satellit im Kräftegleichgewicht befindet und sich in diesem beschleunigten Bezugssystem "kreisförmige Umlaufbahn" nicht bewegt. |
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Agnodice
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 37
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| Agnodice Verfasst am: 19. März 2007 17:41 Titel: |
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Okay, habe soweit alles verstanden. Nur noch ein Problem beim Beispiel Satellit: Wenn ich richtig verstanden habe, ist die "Ausgleichskraft" (hoffe ich kann das so bezeichnen) zur Zentripetalkraft "Gewichtskraft" die Zentrifugalkraft. Aber was ist denn die reactio zur Gewichtskraft im Inertialsystem Erde (dasselbe Problem wie beim ersten Beispiel)?? Hier haben wir ja keine Schnur, die vom Satelliten aus zum Mittelpunkt der Erde zieht. Tut mir echt leid, aber irgendwie komm ich nicht drauf, sorry.... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 20. März 2007 00:27 Titel: |
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| Agnodice hat Folgendes geschrieben: | Okay, habe soweit alles verstanden. Nur noch ein Problem beim Beispiel Satellit: Wenn ich richtig verstanden habe, ist die "Ausgleichskraft" (hoffe ich kann das so bezeichnen) zur Zentripetalkraft "Gewichtskraft" die Zentrifugalkraft.
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Du könntest etwas richtiges meinen, aber mit den Bezeichnungen und Bezugssystemen musst du aufpassen. Die Zentripetalkraft gibt es nur im Inertialsystem, und die Zentrifigalkraft gibt es nur im rotierenden Bezugssystem.
Im rotierenden Bezugssystem ist die Gewichtskraft also zwar in der Tat die "Ausgleichskraft" zur Zentrifugalkraft, weil sie denselben Betrag hat und in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Aber im rotierenden Bezugssystem ist die Gewichtskraft nicht die Zentripetalkraft, da es im rotierenden Bezugssystem keine Zentripetalkraft gibt.
| Zitat: |
Aber was ist denn die reactio zur Gewichtskraft im Inertialsystem Erde (dasselbe Problem wie beim ersten Beispiel)?? Hier haben wir ja keine Schnur, die vom Satelliten aus zum Mittelpunkt der Erde zieht. Tut mir echt leid, aber irgendwie komm ich nicht drauf, sorry.... |
Überleg mal: Actio: Erde zieht an Satellit. Reactio: Satellit zieht an ... ? |
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Agnodice
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 37
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| Agnodice Verfasst am: 21. März 2007 10:30 Titel: |
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Na gut, ich versuchs mal: Reactio: Satellit zieht die Erde an??? Gegenseitige Massenanziehung entsprechend Newtons Gravitationsgesetz???
Und: d.h. "Ausgleichskraft" ist also nicht üblich zu sagen... wie kann ich sie denn dann sonst bezeichnen, um zu verdeutlichen, dass die Kraft zwar einen Ausgleich schafft, aber nicht die Gegenkraft entsprechend actio= reactio ist? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 21. März 2007 12:03 Titel: |
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Genau 
Deine Wortwahl "Ausgleichskraft" finde ich gut, ich finde, du bringst damit sehr präzise das auf den Punkt, auf das es hier ankommt. Meine Formulierung "zweite Kraft, die auch noch wirkt und die denselben Betrag und die entgegengesetzte Richtung hat wie die andere Kraft" meint genau dasselbe, ist aber viel "umständlicher" |
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