Hannes hat geschrieben:Ich suche eine Kraft, die in deiner Animation das Mädchen in den Armen ihres Vaters hochhebt.
Das ist leicht zu verstehen. Nimm einen Stab und hänge ans obere Ende mit einer Schnur irgendeinen Körper. Solange der Stab unbewegt ist, hängt die Schnur samt Körper nach unten. Nun bewege den Stab geradlinig, aber
beschleunigt z.B. nach rechts und Du wirst sehen, dass sich die Schnur spannt und der Körper gleichzeitig nach oben steigt. Bleibt die Beschleunigung aufrecht (der Stab soll also immer schneller werden), so steigt der Körper immer mehr nach oben, während sich die Schnur immer mehr spannt. Solange die Bewegung des Stabs beschleunigt bleibt, solange bleibt der Körper auch oben.

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Ganz ohne Rotation, also bei einer geradlinigen aber
beschleunigten Bewegung steigt der Körper hoch, ohne dass da eine Kraft wäre, die ihn nach oben stoßen würde. Schuld daran ist die Trägheit des Körpers, die der Zugkraft der Schnur einen immer größeren Widerstand entgegensetzt. Dieser Widerstand kommt also aus dem Beharren des Körpers, seinen Zustand zu erhalten = Newton I. Aus diesem Zustand bringt ihn die angelegte Zugkraft der Schnur = Newton II. Zieht der Stab über die Schnur am Körper, so zieht der Körper mit gleicher Kraft über die Schnur am Stab = Newton III.
Vorhanden sind nur die Zugkraft, die Gewichtskraft des Körpers und seine Trägheit. Die Zugkraft bildet mit der Gewichtskraft eine Resultierende, die zum Stab weist und abhängig von der Geschwindigkeit auf immer höhere Punkte des Stabs zeigt, weil die Zugkraft
immer mehr zunimmt, wogegen die Gewichtskraft
immer gleich bleibt. Der Körper steigt nach oben, bis diese Resultierende mit der Schnur auf gleicher Linie liegt. Stell' dir anstelle des Körpers nun eine Gondel vor, in der ein Mensch sitzt, der ebenfalls das Bestreben hat, seinen Zustand beizubehalten, also eine träge Masse darstellt. Dann wird er die Kraft spüren,
welche die Gondel auf ihn ausübt. In seinem Bezugssystem wird er dies als Kraft interpretieren, die ihn in die Gondel drückt, nur ist diese Kraft eigentlich gar nicht vorhanden, denn nicht er wird in die Gondel gedrückt, sondern die Gondel
wird gegen ihn gedrückt! Für die Wirkung, die er aber verspürt, wird er
in seinem Bezugssystem eine Kraft verantwortlich machen, die nur aus seiner Trägheit kommt, also eine "Trägheitskraft", und das ist demnach eine Scheinkraft, weil es in Wahrheit keine Ursache für eine Kraft gibt, die
ihn in die Gondel drücken würde!
Und jetzt übertrage dies auf eine Kreisbewegung und denke daran, dass hier die Schnur eine kontinuierliche Beschleunigung nach innen verursacht. Auch hier haben wir die resultierende Kraft zum Stab (=Zentripetalkraft) , die sich aus Zugkraft (Schnurkraft) und Gewichtskraft ergibt, und auch hier zeigt die resultierende Kraft abhängig von der Geschwindigkeit immer mehr nach oben, weil die Zugkraft
zunimmt und die Gewichtskraft
gleich bleibt. Deswegen steigt die Gondel hoch, bzw. erklären sich damit die schrägen Lagen der Schnur. Und auch hier verspürt der Gondelinsasse die Kraft der Gondel, die ständig seinem Beharren, sich geradlinig weiter zu bewegen, im Weg steht - und
in seinem Bezugssystem wird er - so wie vorhin bei der Translationsbewegung - dies einer Kraft zuschreiben, die ihn in die Gondel drückt. Und diese scheinbare Kraft - denn es gibt sie in Wahrheit nicht - nennt man dann "Zentrifugalkraft", eine Trägheitskraft, die in seinem Bezugssystem nach außen zeigt, klarerweise, denn sein Bestreben, sich geradlinig weiter zu bewegen, führt ja vom Rotationszentrum weg! Er spürt und benennt also eine Kraft, die es tatsächlich nicht gibt, denn nach wie vor sind nur die Trägheit und die Zentripetalkraft wirksam.
Nimm einen Stab, eine Schnur und eine Kugel, hänge sie an den Stab und bewege diesen schnell von links nach rechts und schon saust die Kugel nach oben. Experimentiere ein wenig herum und eigentlich müsstest Du dann deine Fragen leicht beantworten können.
Grüße
Harald Maurer