Physik verstehen 4, Schulbuch

30 2  Arbeitsheft-Seite 18 30.1 Ringelspiel 1. Welche Kräfte treten bei der Kreisbewegung eines Körpers auf? Die kreisende Tasse und der Tee (Abb. 30.2) Stelle eine Tasse in die Mitte einer kreisförmigen Platte, die an drei Fäden hängt. Fülle die Tasse zur Hälfte mit Tee (oder Wasser). Hebe die Platte mit der Tasse am Ring hoch, an dem die Fäden befestigt sind. Lass die Platte hin- und herpendeln und schwinge dann die Platte mit verschiedenen Geschwindigkeiten im Kreis. Was kannst du beobachten? Was geschieht mit dem Tee in der Tasse? Um die kreisende Platte mit der Tasse bei V1 auf ihrer Bahn zu halten, ist eine Kraft in Richtung Mittelpunkt der Kreisbahn notwendig. Diese Kraft wird Zentripetalkraft genannt. M Ruhende Beobachter erkennen: Bei einer Kreisbewegung wird ständig die Richtung des bewegten Körpers geändert. Wegen der Trägheit des Körpers ist dazu die so genannte Zentripetalkraft nötig, die in Richtung Kreismittelpunkt wirkt. Der Tee bleibt während der Drehung in der Tasse, auch wenn die Tasse in einer Position ist, in der ihre Öffnung nach unten schaut. Durch die so genannte Fliehkraft oder Zentrifugalkraft wird der Tee ständig in der Tasse gehalten. Diese vom Mittelpunkt der Kreisbahn nach außen wirkende Kraft ist gleich groß wie die Zentripetalkraft. M Beobachter, die sich mitbewegen, erkennen: Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft sind gleich groß und wirken in einander entgegen- gesetzten Richtungen. Den Trägheitswiderstand gegen die Richtungsänderung nennen wir Zentrifugalkraft oder Fliehkraft. 2. Die Kurvenfahrt eines Radfahrers Jeder Körper möchte sich wegen seiner Trägheit immer gleichförmig und geradlinig bewegen. Bei einer kurvenförmigen Bewegung muss er ständig seine Richtung ändern. Der Trägheitswiderstand zB eines Radfahrers gegen die Richtungsänderung in der Kurve wirkt als Fliehkraft nach außen. Bei einer aufrechten Haltung würde der Radfahrer dadurch umgeworfen werden. Daher neigt sich der Radfahrer nach innen und erreicht so, dass ein Teil der Gewichtskraft als Zentripetalkraft wirkt (Abb. 30.4). V1 30.2 Die kreisende Tasse und der Tee Die Kreisbewegung 30.4 Kräfteverteilung bei der Kurvenfahrt eines Radfahrers Druckkraft (auf der Fahrbahn) Zentrifugal- kraft (Fliehkraft) Zentripetal- kraft Gewichtskraft 30.3 Bei zu glatter Fahrbahn bzw. zu großer Geschwindigkeit rutscht das Auto aus der Kurve. 30.5 Eisläufer auf einer Kurvenbahn 30.6 Rollerblader in der Kurve Arbeitsblätter 2pt9vb Film b25nw5 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv