Liebe Freunde der rotierenden Köpfe und Scheiben!
Morgenstund tat Falsches kund - oder kleine Ursache, grosse Wirkung. Ich habe versehentlich die z- mit der x-Komponente des Winkelgeschwindigkeitsvektors vertauscht und sollte kurz nach dem Aufstehen wohl eher Morgengymnastik betreiben statt Hirnakrobatik. Ich bitte meinen Lapsus zu entschuldigen und mir nicht nachzutragen. Der Vektor der Winkelgeschwindigkeit wird über seine Drehachse (hier die z-Komponente) senkrecht zur Ebene der rotierenden Scheibe aufgespannt:
vec_ω = [ 0, 0, ω ] rad/s
mit den übrigen hoffentlich stimmigen Vektoren
vec_v = [ v, 0, 0 ] m/s (Geschwindigkeit der Kugel im Nut an der roten Markierung)
vec_r = [ 0, r, 0 ] m (Position der Kugel an der roten Markierung)
ändert sich das Ergebnis (Zentrifugal- plus Corioliskraft)
F_Rot = F_Z + F_C = - m*ω x (ω x r) + 2*m*(v x ω)
zu
F_Z = [ 0, m*r*ω², 0 ] N
F_C = [ 0, - 2*m*v*ω, 0 ] N
und ergibt als Resultierende die y-Komponente
F_y = m*r*ω² - 2*m*v*ω
Ernst hat geschrieben:Meine Rechnung dazu war
F = m * ω² * r + 2* m * v * ω
Bis auf das Vorzeichen der nach innen gerichteten Corioliskraft sind unsere Lösungen der Trägheitskräfte im rotierenden System identisch.
P.S. Bruno geht vom nicht-rotierenden Inertialsystem aus und hat, da es darin keine Trägheitskräfte sondern nur die eingeprägte Zentripetalkraft gibt, völlig recht.
scharo hat geschrieben:Du brauchst genau 5 sek, um einzusehen, dass die Corioliskraft bei der Kugel in Position „rot“ = 0 ist – Zeichnung „Scheibe mit Nut“.
Das stimmt nicht, aber ich gebe eigens für dich einen Satz Vektoren an mit der Resultierenden Null aus der Summe von Zentrifugal- plus Corioliskraft:
vec_ω = [ 0, 0, 6 ] rad/s
vec_v = [ 3, 0, 0 ] m/s
vec_r = [ 0, 1, 0 ] m
m = 1kg
und ergibt
F_Z = [ 0, 36, 0 ] N
F_C = [ 0, -36, 0 ] N
F_R = [ 0, 0, 0 ] N
So und nun könnt ihr über mich herfallen.
Gruss