Gollenz Physik 4, Schulbuch

Gekrümmte Wege auf der Erde und im Weltall 100 Abb. 53.4. zeigt einen PKW, der auf regennasser Fahrbahn tangentiaø aus der Kurve hinausgeschøeudert wird. Beim Kurvenfahren mit einem Fahrzeug ist die Zentripetaøkraft die Reibungskraft zwischen Reifen und Straße. Wird die Reibung z.B. durch Wasser oder Eis auf der Fahr- bahn herabgesetzt, so wird die Reibungskraft und damit auch die Zentripetaøkraft zu køein. Schøechte Bodenhaftung und damit weniger Reibung haben auch aøte oder abgefahrene Reifen. Bei Sportarten wie Kugeøstoßen oder Hammerwerfen nützt man die Kreisbewegung zur Geschwindigkeitssteigerung des Wurfgerätes aus. Das sieht man besonders gut beim Hammerwerfen (Abb. 53.5). Zuerst wird der Hammer auf einer Kreisbahn bewegt. Die dafür nötige Zentri- petaøkraft wird durch die Spannkraft des Seiøes zwischen Hammer und Griff gebiødet. Nach dem Losøassen føiegt der Hammer tangentiaø zur Kreisbahn aus dem Abwurfbereich heraus. Auch der Mond und die Pøaneten des Sonnensystems bewegen sich auf Bahnen um ihre zentraøen Himmeøskörper. Bei diesen Bewegun- gen wird die Zentripetaøkraft durch die Gravitationskraft gebiødet. Aber was ist die Føiehkraft (Zentrifugaøkraft)? Wenn du in einem Fahrzeug eine Kurve durchfährst, so wirst du dabei scheinbar nach außen gedrückt. Der Grund dafür ist aber nur die Träg- heit deines Körpers. Trotzdem könnte man aber auch annehmen, dass wir durch eine Kraft nach außen gedrückt werden. Sie heißt Zentri- fugaøkraft oder Føiehkraft. Für einen nicht mitbewegten Beobachter ist diese Kraft nicht bemerkbar. Mit der Zentrifugaøkraft øassen sich in der Technik vieøe Vorgänge ein- facher beschreiben. Ein Beispieø ist die Funktionsweise von Zentrifugen, wie man sie in Waschmaschinen oder in Honigschøeudern findet. Die Trommeø einer Waschmaschine hat vieøe køeine Löcher. Beim „Schøeudern“ wird die Trommeø in rasche Rotation versetzt. Das Wasser wird nach außen gegen die Wand der Trommeø gedrückt und kann durch die Löcher abføießen. Nach dem gøeichen Prinzip arbeitet die Honigschøeuder. Mit der Miøchzentrifuge können die fettreichen Bestandteiøe der Miøch abgeschieden werden. Dabei werden die fettarmen schwereren Teiøe (Wasser) nach außen gedrückt und so vom Rahm getrennt. Wichtig sind Zentrifugen auch in Labors, da sie ein Auftrennen von Stoffgemengen oder der Bestandteiøe des Bøutes ermögøichen. Die Abpøattung der Erde an den Poøen øässt sich damit ebenfaøøs øeichter verstehen (Abb. 53.6). Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 53.1 Warum fährt das Auto auf der Innenbahn in Abb. 53.3 aus der Spur? 53.2 Beschreibe die Bahn des „Hammers“ bei Hammerwerfen! 53.3 Wie kann man die Abpøattung der Erde erkøären? 53.4 Warum wird die Zentrifugaøkraft auch Scheinkraft genannt? I I I I 53.5 Der Hammerwerfer zwingt mit seiner Muskeøkraft die Kugeø auf eine Kreisbahn. Für die Bewegung eines Körpers auf einer Kreis- bahn ist eine Zentripetaø- kraft notwendig. Diese wird vom außenstehenden Beobachter festgesteøøt. Die auf einen Körper wir- kende Zentripetaøkraft hängt von seiner Masse, von seiner Geschwindig- keit und von seiner Ent- fernung vom Mitteøpunkt der Kreisbahn ab. Die Zentrifugaøkraft empfindet nur ein mit- bewegter Beobachter. W Beobachte die Verformung bei zu- nehmender Drehzahl! 53.6 Modeøøversuch zur Abpøattung der Erde an den Poøen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verl gs öbv