Scheinkräfte

[Harald Maurer]

Aufgabe: Eine Kraft F=100N wirkt auf eine Masse m=1kg. Wie groß ist die Beschleunigung d²s/dt², wie groß ist die Geschwindigkeit nach 10s und welcher Weg ist nach 10s zurückgelegt?
Zur Zeit t=0 ist v=0 und s=0.

Kopfrechner und Logiker Hannes müsste das ja spielend im Kopf ausrechnen, so einfach ist das. Herauskommen sollte:
Beschleunigung = 100 m/s²
Geschwindigkeit nach 10 s = 1000 m/s
zurückgelegter Weg nach 10 s = 5000 m.
Ich schwöre beim Barte des Propheten, dass ich das ganz ohne Trägheitskraft berechnet habe, aber ich verrate nicht wie, denn ich möchte ja sehen, wie die Privatphysiker das mit der Trägheitskraft bewerkstelligen!

Grüße
Harald Maurer

[Hannes]

Hallo Harald !

Kopfrechner und Logiker Hannes müsste das ja spielend im Kopf ausrechnen, so einfach ist das. Herauskommen sollte:
Beschleunigung = 100 m/s²
Geschwindigkeit nach 10 s = 1000 m/s
zurückgelegter Weg nach 10 s = 5000 m.

Habe ich auch bereits gemacht !

F = m* d²s/dt²

Und wie Ernst bereits eingeräumt hat, ist mit m die Massewirkung in der Formel enthalten. Und auch die Zeitfunktion mit m/sec^2. Was willst du noch mehr ?
Alles schön nach Newton.
Jetzt brauchst du nur mehr den Logiker spielen.
Eine reale Reaktionskraft ist nichts Scheinbares.
Eine Scheinkraft ist für mich eine scheinbare Erscheinung, bei der weder Kraft noch Energie umgesetzt wird.
Hannes

[Ernst]

Hallo Harald !

Kopfrechner und Logiker Hannes müsste das ja spielend im Kopf ausrechnen, so einfach ist das. Herauskommen sollte:
Beschleunigung = 100 m/s²
Geschwindigkeit nach 10 s = 1000 m/s
zurückgelegter Weg nach 10 s = 5000 m.

Habe ich auch bereits gemacht !

Wo denn? Komplette Rechnung mit Herleitung?

Und wenn Du's gemacht hast, dann wirst Du ja ebenfalls keine gesonderte "Trägheitskraft" verwendet haben.
Und du wirst ja dann zustimmen, daß eine zusätzliche "Trägheitskraft" im nichtbeschleunigten BS nicht existiert.
.
.

[Hannes]

Hallo Ernst !

Wo denn? Komplette Rechnung mit Herleitung?

Und wenn Du's gemacht hast, dann wirst Du ja ebenfalls keine gesonderte "Trägheitskraft" verwendet haben.

Wozu brauche ich eine zusätzliche Trägheitskraft, wenn nach Newton in seiner Formel bereits die Trägheitskraft enthalten ist ? Mir geht es ja nur darum, dass die Trägheitskraft vorhanden ist und dass es sie gibt.
Wenn ihr schon nicht wollt, dass in der Skizze des Karussells die nach außen zeigende , der Zentripetalkraft Gleichgewicht haltende Kraft eingezeichnet wird, so lasst den Pfeil eben weg, wenn ihr damit Freude habt.
Dass die Kraft REAL da ist, hast du selbst bereits eingeräumt.Es ist eben eine Reaktionskraft.
Unter Scheinkraft verstehe ich eine Erscheinung, die weder Kraftwirkung noch Energieumsatz aufweist und an dem Ausdruck hat sich unsere Diskussion entzündet.
Hannes

[rmw]

Auf den Stein in Deiner Hand wirkt die Kraft von deiner Hand. Diese einzige Kraft auf den Stein bewirkt dessen Beschleunigung.

Es ist die einzige auf den Stein von außen angreifende Kraft. Die Massenträgheitskraft wirkt allerdings durchaus auf den Stein, im gleichen Sinne wie Gravititaion die auch in Summe am Schwerpunkt eines Körpers angreift.

Die Reaktionskraft wirkt auf deine Hand. Die beschleunigt dich in die entgegengesetzet Richtung. Aber Diese kraft wirkt auf Dich und nicht auf den Stein.

Diese Reaktionskraft, die in der Tat als Gegenkraft auf die Hand wirkt muß ja von irgend etwas kommen. Sie ist die Massenträgheitskraft des Steines.

Eine "Trägheitskraft" existiert folglich nicht, wie auch allen mit den Grundzügen der Mechanik Vertrauten bekannt ist.

Na ja eher Anhgängrn ART konformer "Mechanik"

[Ernst]

Hallo Ernst !

Wo denn? Komplette Rechnung mit Herleitung?

Und wenn Du's gemacht hast, dann wirst Du ja ebenfalls keine gesonderte "Trägheitskraft" verwendet haben.

Wozu brauche ich eine zusätzliche Trägheitskraft, wenn nach Newton in seiner Formel bereits die Trägheitskraft enthalten ist ? Mir geht es ja nur darum, dass die Trägheitskraft vorhanden ist und dass es sie gibt.
Wenn ihr schon nicht wollt, dass in der Skizze des Karussells die nach außen zeigende , der Zentripetalkraft Gleichgewicht haltende Kraft eingezeichnet wird, so lasst den Pfeil eben weg, wenn ihr damit Freude habt.
Dass die Kraft REAL da ist, hast du selbst bereits eingeräumt.Es ist eben eine Reaktionskraft.
Unter Scheinkraft verstehe ich eine Erscheinung, die weder Kraftwirkung noch Energieumsatz aufweist und an dem Ausdruck hat sich unsere Diskussion entzündet.
Hannes

Die Trägheit ist eine Eigenschaft der Masse. Und die ist in Newtons F=m*a mit m berücksichtigt. Die Trägheit ist nicht scheinbar, sondern eine reale Eigenschaft mit realer Wirkung.

(Mit Trägheitskraft hat das nichts zu tun. Trägheitskraft, auch genannt Scheinkraft, nennt man eine scheinbar im beschleunigten BS vorhandene Kraft, wenn man dort die Gültigkeit der Newtonschen Beziehung verlangt.)
.
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[rmw]

Und genau dies beweist, dass die Trägheitskraft eine Scheinkraft und keine wirklich Kraft ist.

Was sollte denn eine Scheinkraft sein. Entweder eine Kraft existiert oder sie existiert nicht. Die Trägheitskraft ist offensichtlich eine ganz reale Kraft.

Wäre sie eine wirkliche Kraft, würde sie sich mit der beschleunigenden Kraft zu 0 saldieren ... und es fände keine Beschleunigung statt.

Sie addiert sich mit der von außen angreifenden Kraft vektoriell zu null, aber es findet eine Beschleunigung statt. Das ist eine physikalische Tatsache ob man sie akzeptieren will oder auch nicht.

[Hannes]

Hallo Ernst !

Trägheitskraft
Die dynamische Situation, in der ein Körper durch eine Newtonsche Kraft beschleunigt wird, läßt sich darstellen als ein Gleichgewicht zweier Kräfte, einer Newtonschen Kraft und einer Trägheitskraft - einer Beschleunigungs-Reaktionskraft.

Unabhängig von der Masse gilt immer ein Gleichgewicht zwischen der angreifenden Newtonschen Kraft und der Trägheitskraft als Beschleunigungs-Reaktionskraft.
Beide Kräfte lassen sich unabhängig von einander als Vektorpfeile ein- bzw. ausblenden.
Einblenden oder Ausblenden der Newtonschen Kraft.
Einblenden oder Ausblenden der Trägheitskraft.
Durch Variation der Masse und der einwirkenden Kraft F läßt sich wiederum die Übereinstimmung der Simulation mit dem Newtonschen Gesetz überprüfen.
Setze die Masse des Teilchens m = 1; 2; 4 Einheit/en
Setze die einwirkende Kraft F = 10; 20; 40 Einheiten.
Geschwindigkeit des Teilchens v = Einheiten
Beschleunigung des Teilchens a = Einheiten
Zeitanzeige: t = Einheiten starten/anhalten rücksetzen
Um die Zeitdauer anzuzeigen, muß sowohl die Zeitanzeige als auch die Simulation gestartet werden.
Trägheitskraft
Die dynamische Situation, in der ein Körper durch eine Newtonsche Kraft beschleunigt wird, läßt sich darstellen als ein Gleichgewicht zweier Kräfte, einer Newtonschen Kraft und einer Trägheitskraft - einer Beschleunigungs-Reaktionskraft.

Unabhängig von der Masse gilt immer ein Gleichgewicht zwischen der angreifenden Newtonschen Kraft und der Trägheitskraft als Beschleunigungs-Reaktionskraft.
Beide Kräfte lassen sich unabhängig von einander als Vektorpfeile ein- bzw. ausblenden.
Einblenden oder Ausblenden der Newtonschen Kraft.
Einblenden oder Ausblenden der Trägheitskraft.
Durch Variation der Masse und der einwirkenden Kraft F läßt sich wiederum die Übereinstimmung der Simulation mit dem Newtonschen Gesetz überprüfen.
Setze die Masse des Teilchens m = 1; 2; 4 Einheit/en
Setze die einwirkende Kraft F = 10; 20; 40 Einheiten.
Geschwindigkeit des Teilchens v = Einheiten
Beschleunigung des Teilchens a = Einheiten
Zeitanzeige: t = Einheiten starten/anhalten rücksetzen
Um die Zeitdauer anzuzeigen, muß sowohl die Zeitanzeige als auch die Simulation gestartet werden.

Mathematische Beschreibung
Gegeben sei ein Körper der Masse m, an dem eine Newtonschen Kraft F angreift und eine Beschleunigung a bewirkt. Für diesen Vorgang gilt in mathematischer Form:
FNewton = - FTrägheit
FTrägheit = - m a;
FNewton = m a (2. Newtonsches Gesetz)
Die Gleichung FNewton = - FTrägheit entspricht einem Gleichgewicht, darf aber nicht mit einer statischen oder stationären Situation gleichgesetzt werden, in der zwei Newtonsche Kräfte an einem Körper angreifen. Ist in einem solchen Gleichgewichtsfall die Summe aller angreifenden Newtonschen Kräfte gleich Null, so bleibt der Körper in Ruhe oder bewegt sich gleichförmig geradlinig (1. Newtonsches Gesetz).
Ein Gleichgewicht zwischen einer Newtonschen Kraft und einer Trägheitskraft existiert nur während des Vorganges der Beschleunigung.
Die einfache Merkregel lautet:
Sowohl im statischen oder stationären als auch im dynamischen Fall gilt immer ein Gleichgewicht und zwar entweder zwischen Newtonschen Kräften oder zwischen einer Newtonschen und einer Trägheitskraft.

Bleiben wir schön bei Newton !
Hannes

[rmw]

Wie groß ist diese Beschleunigung dann eigentlich?

Die Beziehung F=m.a sollte eigentlich soweit bekannt sein.

Schließlich müssen die ganzen Ingenieuere das in ihren Berechnungen ja auch berücksichtigen. Und da scheinst du dich ja auszukennen.

Selbsverständlich muß man die Massenträgheitkraft bei Auslegung eines Bauteils berücksichtigen, sofern eine dementsprechend große Beschleunigung stattfindet.

Hier zwei schöne Beispiele:
http://www.markweger.at/hms2_065.pdf
http://www.markweger.at/s_133.pdf

[rmw]

Bei diesem Vorgehen muß beachtet werden, daß eine Trägheitskraft zwar real ist aber nicht mit einer Newtonschen Kraft gleichgesetzt werden darf. Letztere kann an einem Körper angreifen und ihn beschleunigen, erstere nicht.

Also eine Kraft die nicht an einem Körper angreifen kann gibt es überhaupt nicht.
Und der Stoß beweist das genaue Gegenteil. Hier wirken sogar nur Massenträgheitskräfte.

Wie im zitierten Text betont, kann die Trägheitskraft nicht an einem Körper angreifen und ihn beschleunigen, infolgedessen kann dies auch die Zentrifugalkraft nicht.

Doch wie gesagt der Stoß zweier Massen beweist das Gegenteil.