100 Beim Kurvenfahren mit einem Fahrzeug ist die Zentripetalkraft die Reibungskraft zwischen Reifen und Straße. Wird die Reibung z. B. durch Wasser oder Eis auf der Fahrbahn herabgesetzt, so wird die Reibungskraft und damit auch die Zentripetalkraft zu klein. Schlechte Bodenhaftung und damit weniger Reibung haben auch alte oder abgefahrene Reifen. Bei Sportarten wie Kugelstoßen 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 Zentripetalkraft wird durch die Spannkraft des Seiles zwischen Hammer und Griff gebildet. Nach dem Loslassen fliegt der Hammer tangential zur Kreisbahn aus dem Abwurfbereich hinaus. Auch der Mond und die Planeten des Sonnensystems bewegen sich auf Bahnen um ihre zentralen Himmelskörper. Bei diesen Bewegungen wird die Zentripetalkraft durch die Gravitationskraft gebildet. Aber was ist die Fliehkraft (Zentrifugalkraft)? Wenn du in einem Fahrzeug eine Kurve durchfährst, so wirst du dabei scheinbar nach außen gedrückt. Der Grund dafür ist aber nur die Trägheit deines Körpers. Trotzdem könnte man aber auch annehmen, dass wir durch eine Kraft nach außen gedrückt werden. Sie heißt Zentrifugalkraft oder Fliehkraft. Diese Kraft ist nur beobachtbar, wenn sich eine Beobachterin oder ein Beobachter mitbewegen. Für die Erklärung technischer Geräte wird oftmals die Zentrifugalkraft verwendet. Ein Beispiel ist die Funktionsweise von Zentrifugen, wie man sie in Waschmaschinen oder in Honigschleudern findet. Beim „Schleudern“ wird eine Trommel in rasche Rotation versetzt. Wasser oder Honig werden scheinbar nach außen gedrängt und können durch die Löcher der Trommel abfließen. Mit der Milchzentrifuge können die fettreichen Bestandteile der Milch abgeschieden werden. Dabei werden die fettarmen schwereren Teile (Wasser) nach außen gedrückt und so vom Rahm getrennt. Wichtig sind Zentrifugen auch in Labors, da sie ein Auftrennen von Stoffgemengen oder der Bestandteile des Blutes ermöglichen. Die Abplattung der Erde an den Polen lässt sich damit ebenfalls leichter erklären (Abb. 53.6). Du bist dran – zeige deine Kompetenz! 53.1 Begründe, warum das Auto auf der Innenbahn in Abb. 53.3 aus der Spur fährt. 53.2 Beschreibe die Bahn des „Hammers“ beim Hammerwerfen. 53.3 Wie kann man die Abplattung der Erde erklären? 53.4 Warum wird die Zentrifugalkraft auch Scheinkraft genannt? Für die Bewegung eines Körpers auf einer Kreisbahn ist eine Zentripetalkraft notwendig. Diese wird von außenstehenden Beobachterinnen oder Beobachtern festgestellt. Die auf einen Körper, der sich auf einer Kreisbahn bewegt, wirkende Zentripetalkraft hängt von seiner Masse, von seiner Geschwindigkeit und von seiner Entfernung zum Mittelpunkt der Kreisbahn ab. Die Zentrifugalkraft ist für mitbewegte Beobachterinnen oder Beobachter nur scheinbar zu spüren. 53.4 Der Hammerwerfer hält mit seiner Muskelkraft und dem gespannten Seil die Kugel auf einer Kreisbahn. 53.5 Modellversuch zur Abplattung der Erde an den Polen Beobachte die Verformung bei zunehmender Drehzahl! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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