Zentrifugalkraft vs. Zentripetalkraft

Zentrifugalkraft (Lateinisch für "Mitte Flucht") beschreibt die Tendenz, dass ein Objekt einem gekrümmten Pfad folgt, vom Kurvenmittelpunkt nach außen zu fliegen. Es ist nicht wirklich eine Kraft. Sie resultiert aus Trägheit - der Tendenz eines Objekts, jeder Änderung seines Ruhezustands oder seiner Bewegung zu widerstehen. Zentripetalkraft ist ein echt Eine Kraft, die der Zentrifugalkraft entgegenwirkt und verhindert, dass das Objekt "herausfliegt" und stattdessen mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn bewegt wird.

Vergleichstabelle

Vergleichstabelle für Zentrifugalkraft versus Zentripetalkraft

	Zentrifugalkraft	Zentripetalkraft
Bedeutung	Tendenz, dass ein Objekt einem gekrümmten Pfad folgt, um vom Krümmungszentrum weg zu fliegen. Könnte als "fehlende Zentripetalkraft" bezeichnet werden.	Die Kraft, die ein Objekt mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn bewegt.
Richtung	Entlang des Radius des Kreises von der Mitte zum Objekt.	Entlang des Radius des Kreises vom Objekt zur Mitte.
Beispiel	Schlamm, der von einem Reifen fliegt; Kinder stießen an einem Kreisverkehr aus.	Satelliten umkreisen einen Planeten
Formel	Fc = mv2 / r	Fc = mv2 / r
Definiert von	Chistiaan Hygens im Jahre 1659	Isaac Newton im Jahre 1684
Ist es eine wirkliche Kraft??	Nein; Fliehkraft ist die Trägheit der Bewegung.	Ja; Zentripetalkraft verhindert, dass das Objekt "herausfliegt".

Inhalt: Zentrifugalkraft vs. Zentripetalkraft

• 1 Kräfte und Trägheit
• 2 Richtung
• 3 Formel
• 4 Beispiele für zentrifugale vs. zentripetale Kraft
• 5 Anwendungen
• 6 Referenzen

Kräfte und Trägheit

Die Zentrifugalkraft ist keine „echte“ Kraft - die Tendenz, nach außen zu fliegen, wird beobachtet, da Objekte, die sich in einer geraden Linie bewegen, dazu neigen, sich in einer geraden Linie fortzubewegen. Dies wird Trägheit genannt und macht Objekte widerstandsfähig gegen die Kraft, durch die sie sich in einer Kurve bewegen.

Die Zentripetalkraft ist eine "echte" Kraft. Es zieht das Objekt in die Mitte und verhindert ein "Herausfliegen". Die Quelle der Zentripetalkraft hängt vom jeweiligen Objekt ab. Für Satelliten im Orbit kommt die Kraft aus der Schwerkraft. Wenn ein Objekt an einem Seil herumgeschwenkt wird, wird die Zentripetalkraft durch Spannung im Seil bereitgestellt, und bei einem sich drehenden Objekt wird die Kraft durch innere Spannung bereitgestellt. Bei einem Auto, das sich entlang eines Bogens bewegt, beruht die Zentripetalkraft auf der Reibung zwischen den Autoreifen und der Straße.

Wenn sich ein Objekt richtig dreht, sind sowohl die Zentrifugal- als auch die Zentripetal-Kräfte gleich, sodass sich das Objekt nicht in Richtung des Rotationszentrums oder nach außen bewegt. Es wird einen konstanten Abstand von der Mitte beibehalten.

Richtung

Richtung der Zentripetalkraft und -geschwindigkeit

Die Zentripetalkraft ist vom Objekt zum Rotationszentrum nach innen gerichtet. Technisch ist es orthogonal zur Geschwindigkeit des Körpers auf den festen Punkt des momentanen Krümmungszentrums des Pfads gerichtet.

Die Fliehkraft ist nach außen gerichtet; in der gleichen Richtung wie die Geschwindigkeit des Objekts. Bei einer Kreisbewegung liegt die Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Tangente an den Bewegungsbogen.

Formel

Beide Kräfte werden nach der gleichen Formel berechnet:

woher ein_c ist die Zentripetalbeschleunigung, m ist die Masse des Objekts, die sich mit der Geschwindigkeit bewegt v entlang eines Pfades mit Krümmungsradius r.

Beispiele für zentrifugale vs. zentripetale Kraft

Einige typische Beispiele für die Fliehkraft bei der Arbeit sind Schlamm, der von einem Reifen abfliegt, und Kinder, die eine Kraft fühlen, die sie nach außen drückt, während sie sich an einem Kreisverkehr drehen.

Ein Hauptbeispiel für eine Zentripetalkraft ist die Rotation von Satelliten um einen Planeten.

Roller Coaster, ein Beispiel für eine zentripetale Kraft in Aktion Ein Satellit, der den Planeten umkreist, indem er die Zentripetalkraft aufbringt. Illustration der zentripetalen Kraft (roter Vektor beschriftet mit FT, Spannungskraft im Seil). Wenn das Seil durchtrennt wird, wirkt die Zentripetalkraft (Spannung im Seil) nicht mehr auf das Objekt. Es wird also nicht mehr auf dieser Kreisbahn von FT gehalten und tangiert abfliegen.

Anwendungen

Das Wissen über Zentrifugal- und Zentripetalkräfte kann auf viele alltägliche Probleme angewendet werden. Es wird beispielsweise beim Entwerfen von Straßen verwendet, um ein Schleudern zu verhindern und die Traktion auf Kurven und Auffahrrampen zu verbessern. Es ermöglichte auch die Erfindung der Zentrifuge, die in der Flüssigkeit schwebende Partikel durch Drehen der Reagenzgläser mit hohen Geschwindigkeiten trennt.

Verweise

• Zentrifugalkraft - Phun Physik
• Zentrifugalkraft, die falsche Kraft - Wissenschaft Joy Wagon
• Zentripetale Kraft, die wirkliche Kraft - Wissenschaft Joy Wagon
• Wikipedia: Fliehkraft
• Wikipedia: Zentripetalkraft