Wie heißt diese Kraft

[Mr_Dabolina]

Hallo liebe Physiker und Wissenden,

ich habe bei meinem letzten Besuch in der Fußgängerzone von Gifhorn
auf einem Kinderspielplatz ein sehr interessantes Spielzeug gefunden.

Und zwar ist dies sowas ähnliches wie ein Kreisel auf den man sich unten auf so nen Teller draufstellt und sich oben an der senkrechten Achse festhält und sich dreht. Wenn man sich jetzt näher an die Mitte der Achse heranzieht, dann nimmt man so heftig an Beschleunigung (U/Min) zu, dass es sehr schwer wird sich fest zu halten…

Wie heisst diese Kraft die die Beschleunigung auslösst…
…das die Fliehkraft, Zentrifugalkraft und deren Gegenteil irgendwie mit da zusammenhängt, denke ich mir schon. Ich verstehe es aber noch nich so ganz, wieso man da sooo dolle schnell wird, nur durch anziehen der Arme.

Ich habe auch mal ein Video davon gemacht, ist unter folgendem Link Downzuloaden:

http://mitglied.lycos.de/happyspinning/Spinning_GF_F…

Wäre Euch sehr dankbar, wenn Ihr mir zur Klärung helfen könntet.

Liebe Grüsse
Bye’s
Mike

[111_e6c498]

Hi!
Das hat mit der Energieerhaltung bzw. Erhaltung des Drehimpulses zu tun.
Wir wir ja wissen, geht keine Energie in einem geschlossenen System verloren.
Je größer der Radius einer Masse um einen Drehpunkt ist, desto größer die wirkende Kraft.
Wird der Radius der Masse zum Drehpunkt jetzt verkleinert, so muss sich die Masse schneller um den Punkt drehen, um die Energie zu erhalten.
Soweit ich mich recht erinnere, nimmt diese Kraft exponential mit zunehmendem Radius zu.
Das gleiche Prinzip machen sich u.a. Eiskunstläufer/innen zu Nutze, um die Geschwindigkeit ihrer Pirouetten zu erzeugen:
Zuerst drehen sie sich mit kleinerer Geschwindigkeit und ausgestreckten Armen (und ausgestreckem Bein ). Dann verkleinern sie den Radius (Arme und Bein nah an den Körper ziehen) und werden dadurch sehr schnell in ihrer Drehung.

Gruß.Timo

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[Niels_0b4136]

Vorsicht!
Hallo,

Das hat mit der Energieerhaltung

das eher nicht

bzw. Erhaltung des
Drehimpulses zu tun.

das schon.

Wir wir ja wissen, geht keine Energie in einem geschlossenen
System verloren.

in dem Moment, in dem die Arme angezogen werden, führst du dem rotierenden System Energie zu (aus der Verbrennung in der Muskulatur), da du Arbeit entgegen der „Fliehkraft“ leistest. Zur Betrachtung der Rotationsbewegung genügt also allein die Drehimpulserhaltung.

Durch Anziehen der Arme wird wird das Trägheitsmoment verkleinert. Da der Drehimpuls gleichbleibt, muss folglich die Rotationsgeschwindigkeit zunehmen.

Gruß, Niels

[DrStupid]

Wenn man sich jetzt
näher an die Mitte der Achse heranzieht, dann nimmt man so
heftig an Beschleunigung (U/Min) zu, dass es sehr schwer wird
sich fest zu halten…

Das nennt man Corioliskraft.

[Niels_0b4136]

Hallo,

Das nennt man Corioliskraft.

das stimmt so nicht ganz. Die Corrioliskraft ist lediglich eine Scheinkraft. Tatsächlich wirkt in dem genannten System nur die Zentripetalkraft und die zusätzliche Kraft zum Heranziehen der Arme. Letztere sorgt für einen Energiegewinn des Systems.

Gruß, Niels

[Dieter_Stotz]

Hallo,

Das nennt man Corioliskraft.

das stimmt so nicht ganz. Die Corrioliskraft ist lediglich
eine Scheinkraft. Tatsächlich wirkt in dem genannten System
nur die Zentripetalkraft und die zusätzliche Kraft zum
Heranziehen der Arme. Letztere sorgt für einen Energiegewinn
des Systems.

Warum Scheinkraft?
Die Masse, die radial bewegt wird, wird tangential beschleunigt. Und dafür ist die Coriolis-Kraft die Ursache.

Dieter

[Jo1_a88223]

Warum Scheinkraft?

Die Masse, die radial bewegt wird, wird tangential
beschleunigt. Und dafür ist die Coriolis-Kraft die Ursache.

Weil der radial bewegte Gegenstand _nicht_ beschleunigt wird, sondern nur in eine Umgebung mit höherer Tangentialgeschwindigkeit bewegt wird. Wenn er dort eine Reibung hat, wird er dadurch natürlich „mitgerissen“, also beschleunigt. Diese Kräfte sind aber wieder schnöde Reibungskräfte und nicht die Corioliskraft.

LG
Jochen

[Oliver_T]

Hallo,

Weil der radial bewegte Gegenstand _nicht_ beschleunigt wird,
sondern nur in eine Umgebung mit höherer
Tangentialgeschwindigkeit bewegt wird. Wenn er dort eine
Reibung hat, wird er dadurch natürlich „mitgerissen“, also
beschleunigt. Diese Kräfte sind aber wieder schnöde
Reibungskräfte und nicht die Corioliskraft.

also bitte: zuerst werden die richtigen Antworten gegeben, als Reply drauf wird’s abstrus. Natuerlich wirken im beschleunigten Bezugssystem Scheinkraefte wie die Corioliskraft. Das hat nichts mit Reibung zu tun, sondern damit, dass man eben in besagtem Nichtinertialsystem rechnet.

Der „Ballerina“-Effekt ruehrt genau daher: eine radiale Bewegung fuehrt zu einer tangentialen Kraft, der Corioliskraft – die Rotationsfrequenz nimmt also zu.

Was hat das ganze mit der Erhaltung des Drehimpulses zu tun? Ganz einfach: eine radiale Bewegung traegt nichts zum Drehimpuls bei, dieser bleibt demnach erhalten. Da das Traegheitsmoment aber kleiner wird, nimmt die Rotationsfrequenz zu.

Corioliskraft und Drehimpulserhaltung sind also 2 Seiten derselben Medaille.

Gruß

Oli

[Dieter_Stotz]

Hallo Oliver,

wird Deiner Meinung nach ein bewegtes Masseelement jetzt beschleunigt oder nicht? Die Umfangsgeschwindigkeit (oder besser Kreisbahngeschwindigkeit) des Masseelements müsste ja bei Drehimpulserhaltung reziprok zum Radius sein.

Gruß

Dieter

[DrStupid]

Das nennt man Corioliskraft.

das stimmt so nicht ganz. Die Corrioliskraft ist lediglich
eine Scheinkraft.

Was heißt hier „lediglich“? Die Corioliskraft tritt zwar nur in rotierenden Bezugssystemen auf, aber da ist sie so real wie eine Wechselwirkungskraft.

Tatsächlich wirkt in dem genannten System
nur die Zentripetalkraft und die zusätzliche Kraft zum
Heranziehen der Arme.

Das gilt nur für Inertialsysteme. In rotierenden Bezugssystemen - und die bieten sich hier an - wirken zusätzlich Zentrifugal- und Corioliskräfte.

[Oliver_T]

Hallo Oliver,

wird Deiner Meinung nach ein bewegtes Masseelement jetzt
beschleunigt oder nicht? Die Umfangsgeschwindigkeit (oder
besser Kreisbahngeschwindigkeit) des Masseelements müsste ja
bei Drehimpulserhaltung reziprok zum Radius sein.

Hallo Dieter,

natuerlich: es wirkt eine Kraft, also wird beschleunigt. Dass die Kraft eine Scheinkraft ist, aendert im Bezugssystem des sich drehenden Koerpers nichts.

Gruss

Oliver

[Jo1_a88223]

natuerlich: es wirkt eine Kraft, also wird beschleunigt. Dass
die Kraft eine Scheinkraft ist, aendert im Bezugssystem des
sich drehenden Koerpers nichts.

Im rotierenden Bezugssystem ist die Corioliskraft natürlich eine „normale“ Kraft. Ich bin im Nicht-rotierenden Bezugssystem hängengeblieben. Dumm von mir.

Danke für den Tipp!

LG
Jochen

[Jartul]

Hi Mike,
„Drehimpulserhaltung“ sorgt für ne schnellere Umdrehungsgeschwindigkeit. Schau Dir mal Eiskunstlauf an, wenn die Sportler Pirouetten machen: Weit ausgebreitete Arme = langsame
angelegte Arme = schnelle Drehung.

Drehimpuls hängt von Masse, Abstand von der Drehachse und Umdrehungsgeschwindigkeit ab, und bleibt IMMER konstant. Kommst Du jetzt bei gleicher Masse näher an die Drehachse MUSS die Geschwindigkeit zunehmen;
Springt ein Kind während der Fahrt auf (Masse wird größer) wird das Karusell langsamer.
Springts wieder raus, nimmt es jedoch Drehimpuls mit und Du wirst wiederrum langsamer.

Geht auch wunderbar mit 2 Hanteln und einem Bürostuhl, der sich drehen kann…

jartUl

[Mr_Dabolina]

Danke !
Hallo liebe Antwortenden,

Ich Danke Euch herzlichst.

Das mit der Zentripedal- und Zentrifugalkraft hab ich mir ja schon fast gedacht gehabt, aber die Corioliskraft im drehenden System is mir noch nich in den Sinn gekommen, könnte allerdings auch daran liegen, dass ich sie bisher noch nich so kannte

Vielen Dank an Euch.

Sonnige Grüsse…

Bye’s
Mike