Scheinkräfte

[Ernst]

Es leuchtet jedem vernunftbegabten Menschen ein, dass das schräggestellte Seil nach innen zieht. Doch wie kommt die Gondel vorher nach außen ? Das sollst du mir erklären !

Wir betrachten hier den stationären Zustand, also den, wo das Seil schon die genannte Schräglage hat. Es muß dann weiter keine Kraft aufgebracht werden, um das Seil in dieser Stellung zu behalten. Darum geht es hier und wenn Du das nun verstehst, ist die Sache schon gelaufen.

Wenn du nach dem Entstehen der Schräglage fragst, ist das komplexer. Da ist der instationäre Anfahrvorgang zu betrachten, also der Anlauf des Karussells aus dem Stand auf die Nennderhzahl. Analytisch wird das schon recht anspruchsvoll. Aber prinzipiell läuft da folgendes ab:
Läuft das Karussell zunächst ganz langsam an, so wirkt ja auf die Gondel anfangs keine Kraft nach innen, denn die Seile hängen ja noch senkrecht. Daher wird die Gondel ganz am Anfang eine kurze Tangentialbewegung machen, wobei sie ein ganz klein wenig weiter auf einen größeren Radius gelangt. Nun wird die Fadenausrichtung schon ein wenig schräg und die Gondel wird ein wenig nach innen gezogen. Das bewirkt zwar eine leichte Kurve der Gondel nach innen; die Bewegungskurve ist aber schwächer gekrümmt, wie ein Kreis. Die Gondel gelangt deshalb auf einen noch größeren Radius, die Fadenkraft wird größer; die Krümmung wird stärker und so fort, bis die Fadenkraft so groß wird, daß die Krümmung der Kurve einen Kreis ergibt.
Die Gondel beschreibt so eine Spiralbewegung aus der Position des Stillstandes in den endgültigen stabilen Kreis.

Ernst

[Hannes]

Ernst !

Die Gondel gelangt deshalb auf einen noch größeren Radius, die Fadenkraft wird größer; die Krümmung wird stärker und so fort, bis die Fadenkraft so groß wird, daß die Krümmung der Kurve einen Kreis ergibt.
Die Gondel beschreibt so eine Spiralbewegung aus der Position des Stillstandes in den endgültigen stabilen Kreis.

Sag mal, für wie dämlich hältst du mich eigentlich ?
Durch welche Kraft wird die Fadenkraft immer größer?
Durch ein Wunder ? Mach dich doch nicht lächerlich .

[Ernst]

Die Frage war aber welche Kraft zieht die Gondel nach außen. Die hängt ja offensichtlich schräg nach außen. Oder nicht?
Es kann nicht sein, dass eine nach innen gerichtete Kraft die Gondel nach außen drückt. Und das noch mit einer Kette!

Wie wärs mal mit Selberdenken, statt sich hinter Mr. Green zu verstecken. Daß wir hier vom stationären Fall reden, ist dir hoffentlich klar. So, wie kann sich die Gondel bewegen? Doch nur mit dem Seil auf einem Kreisbogen um den Aufhängepunkt des Seils. Wenn sie das tun will, muß sie eine vertikale Bewegungskomponente haben. Vertikal aber hat die Gondel keinen Anlaß, sich zu bewegen, denn die vertikale Kraftkomponente ist ausgeglichen; die nach unten wirkende Gravitationskraft ist entgegengesetzt gleich der vertikalen Komponente der Seilkraft.

Ernst

[Ernst]

Ernst !

Die Gondel gelangt deshalb auf einen noch größeren Radius, die Fadenkraft wird größer; die Krümmung wird stärker und so fort, bis die Fadenkraft so groß wird, daß die Krümmung der Kurve einen Kreis ergibt.
Die Gondel beschreibt so eine Spiralbewegung aus der Position des Stillstandes in den endgültigen stabilen Kreis.

Sag mal, für wie dämlich hältst du mich eigentlich ?
Durch welche Kraft wird die Fadenkraft immer größer?
Durch ein Wunder ? Mach dich doch nicht lächerlich .

Na gut Hannes, wenn Du auch rumdallern und blödkommentieren willst, statt wenigstens mal nachzudenken und gesittet zu antworten, dann lassen wirs eben.

Die Fadenkraft wird durch die zunehmende Schrägstellung des Fadens größer.

Adios
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[Ernst]

...So, wie kann sich die Gondel bewegen? Doch nur mit dem Seil auf einem Kreisbogen um den Aufhängepunkt des Seils. Wenn sie das tun will, muß sie eine vertikale Bewegungskomponente haben. Vertikal aber hat die Gondel keinen Anlaß, sich zu bewegen, denn die vertikale Kraftkomponente ist ausgeglichen; die nach unten wirkende Gravitationskraft ist entgegengesetzt gleich der vertikalen Komponente der Seilkraft.

Die horizontale Komponente muss ebenfalls ausgeglichen werden.

Nein, im IS BS nicht, da besteht ja kein horizontales Kräftegleichgewicht. Da wirkt nur einseitig die horizontale Komponente der Seilkraft als Zentripetalkraft, welche die Masse beschleunigt.
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[Harald Maurer]

Das Wachsen der Halme im rotierenden Blumentopf nach innen ist doch kein Problem! Die Wurzeln verspüren ganz das gleiche, was ein Gondelinsasse im Karussell spürt. Das ist der Druck des von der Zentripetalkraft erzeugten Widerstands gegen die gewollte tangentiale Bewegung des Erdreichs. Da die Pflanzen diesen Druck als Gravitationsfeld interpretieren, wachsen sie eben gegen die Richtung, die sich als Resultierende aus Gewichtskraft und Normalkraft ergibt. Sie neigen sich ebenso dem Zentrum zu, wie sich ein Motorradfahrer in einer Kurve neigen würde. Wäre das Erdreich durch gleichzeitiges Auftreten von Zentripetal- und Zentrifugalkraft kräftefrei, würden sie sich nur an der lotrechten Gewichtskraft orientieren und gerade in die Höhe wachsen!
Die Neigung der Halme ist im Außensystem also ganz ohne Zentrifugalkraft erklärbar. IM rotierenden Blumentopf hingegen ist die Beschreibung vereinfacht, wenn man das schräge Wachsen auf die Trägheitskraft Zentrifugalkraft zurückführt. Das ist durchaus üblich und bedeutet nicht, dass stets Zentrifugalkraft und Zentripetalkraft in beiden Bezugssystemen gleichermaßen vorhanden wären.

Grüße
Harald Maurer

[Hannes]

Ernst !

Sag mal, für wie dämlich hältst du mich eigentlich ?
Durch welche Kraft wird die Fadenkraft immer größer?
Durch ein Wunder ? Mach dich doch nicht lächerlich .

Na gut Hannes, wenn Du auch rumdallern und blödkommentieren willst, statt wenigstens mal nachzudenken und gesittet zu antworten, dann lassen wirs eben.

Die Fadenkraft wird durch die zunehmende Schrägstellung des Fadens größer.

Du wirst mir doch zugestehen, dass ich mich ärgere, wenn du mir etwas unterjubeln willst.
Was ist denn deine "Fadenkraft" ? Ist eigentlich eine starke Kettenkraft, denn sonst würde sie nicht in der Lage sein, eine schwere Gondel zu heben. Deine "Fadenkraft" ist doch die gesuchte Zentrifugalkraft.
Rumdallern und blödkommentieren ist schon deine Eigenschaft.
Wenn Ihr euch streitet, welche Kraft stärker sei, die Zentrifugalkraft oder die Zentripetalkraft, muss ich dir nur sagen: Erst bei Einpendeln eines dynamischen Gleichgewichtes sind die Kräfte auch gleich.
Vorher wird es immer wieder sein, dass eine Kraft kurzzeitig größer ist als die Gegenkraft.

Hannes

[Hannes]

Hallo Chief !

PPS: Zugkräfte kann man einfach messen z.B. mit einer Digitalwaage. Die Frage ist nur, wie kann man feststellen,
dass auf beiden Seiten unterschiedlich große Kräfte wirken. Oder anders gesagt, wie kann dieselbe Waage
für zwei "Beobachter" unterschiedliche Werte anzeigen.

Ich habe Ernst schon dargelegt,dass Kräfte, bevor sich das dynamische Gleichgewicht eingependelt hat, durchaus verschiedene Größen haben können. Warum denn nicht ? Und wenn sich eine Kraft ändert, wird die Gegenkraft einen anderen Wert haben, solange bis wieder Kräftegleichgewicht eintritt. Lass dich daher nicht von dem Schlagwort: "Die Kräfte sind immer gleich" aus dem Konzept bringen.
Unterschiedliche Werte der Kräfte kann man durch die entstehenden Bewegungen erkennen.Den unterschiedlichen Wert kann man aus der Beschleunigung errechnen.

Hannes

[Harald Maurer]

Außerdem, Newton III gilt immer. Es gibt keinen Platz für irgendwelche Spekulationen.
Oder meinst Du dass es z.B. beim Anschieben eines Autos keine Gegenkraft gibt?

Newton III gilt für eingeprägte Kräfte, aber nicht für Scheinkräfte. Natürlich gibt es eine Gegenkraft, wenn ich auf einen Körper einen Druck ausübe. Dann übt der Körper als Gegenkraft einen gleich großen Druck auf mich aus. Also Kraft auf Körper, Gegenkraft auf mich! Es sind bei Newton III stets zwei Körper beteiligt. Zieht ein Esel am Karren, so zieht auch der Karren am Esel. Zieht die Erde den Mond an, so zieht auch der Mond die Erde an usw.
Wirken zwei Kräfte auf ein und denselben Körper, handelt es sich nicht um Newton III. Auf eine in einer Kreisbahn bewegte Masse wirkt die Zentripetalkraft. Im rotierenden Bezugssystem nimmt man eine Kraft auf dieselbe Masse wahr - die man als Zentrifugalkraft interpretiert. Dieselbe Masse, also nur ein Körper! Das hat demnach mit Newton III nichts zu tun. Die weitere Voraussetzung für Newton III ist, dass es sich um eine gleichartige, gleich große aber entgegengesetzte Kraft handeln muß, die auf den Körper zurückwirkt, welcher eine Kraft auf den anderen ausübt. Eine Zentripetalkraft kann daher nur eine gleich große aber entgegen gerichtete Zentripetalkraft sein! Wie das am deutlichsten an der gegenseitigen Anziehung zweier Himmelskörper zu erkennen ist.
Das schließt die Zentrifugalkraft als Gegenkraft gem. Newton III schon per definitionem aus!
Ich hätte nie gedacht, dass jemand mit dem Verständnis von Newton III solche Probleme haben könnte!

Grüße
Harald Maurer

[Hannes]

Hallo Harald !

Eine Zentripetalkraft kann daher nur eine gleich große aber entgegen gerichtete Zentripetalkraft sein! Wie das am deutlichsten an der gegenseitigen Anziehung zweier Himmelskörper zu erkennen ist.

Bitte entschuldige, dass ich mich in deine Diskussion mit Chief einmische:
Wie du die Kräfte zwischen den Himmelskörpern benennst, ist unwichtig.Nenne sie daher Zentripetalkraft. Oder meinetwegen Gravitation.
Wichtig ist, dass jede Kraft an ihrem eigenen Himmelskörper zerrt.
Und dieser wiederum wehrt sich gegen eine Bewegungsänderung mit seiner Masse.
Es entsteht daher an JEDEM der beiden Himmelskörper eine dem gemeinsamen Schwerpunkt entgegengerichtete Kraft.
Wie du die Kraft benennst, ist egal. Du kannst ja auch Beharrungskraft dazu sagen, oder Massenträgheitskraft, es kommt dasselbe heraus.Muss nicht unbedingt Zentrifugalkraft heißen.
Mit Gruß
Hannes