Fliehkraft

[zeitgenosse]

Zitat von pauli

hm, und warum wird die Masse des Autos nicht berücksichtigt

Die Masse ist an sich nicht relevant (weil man m aus nachfolgender Gleichung eliminieren kann).

In einer überhöhten Kurve wirken primär die Gewichtskraft und die Fliehkraft. Das Kräftegleichgewicht in der Ebene parallel zur Fahrbahn bestimmt dabei das Rutschen des Fahrzeugs. Die Parallelkomponente der Fliehkraft muss folglich durch die Hangabtriebskraft und die Haftreibungskraft kompensiert werden.

Für den Reibungskoeffizient erhalten wir demzufolge:

μ = ((m*v^2/r)sinα + mg*cosα) + mg*sinα - (m*v^2/r)cosα = 0

Bspw. wird ein Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit von ≥ 100 km/h aus einer um 10° überhöhten Kurve mit 200 m Radius hinausgetragen, wenn μ ≤ 0,2. Ganz gleich, ob PKW oder LKW.

Gr. zg

[rene]

Das d’Alembertsche Prinzip bezieht sich zunächst auf eine Transformation in ein beschleunigtes Bezugssystem, worin Trägheitskräfte auftreten wie z.B. die Zentrifugal- oder Corioliskraft. In ihrem dynamischen Gleichgewicht verschwindet die Summe aller Kräfte (Zwangskräfte und äussere Kräfte) und liefert eine Gleichgewichtsbedingung.

Diese Gleichgewichtsbedingung macht sich das d’Alembertsche Prinzip in der Lagrange-Formulierung der klassischen Mechanik zu Nutze, in der die Summe aller virtuellen Zwangsarbeiten Null ist (nicht aber deren einzelnen Komponenten).

Grüsse, rene


[Nachtrag:] @zeitgenosse: Nein, den 'Leute' kenne ich nicht. Diese Aufgabe war aber auch nicht so schwer im Vergleich zur Aufgabe, die du mal mit einer Lampe gestellt hast, die um α=15° und β=20° (Winkel zwischen der Horizontalen und dem Seil) aufgehängt ist und mit der Gewichtskraft Fg=-200N nach unten zieht. Gefragt war nach den Zugspannungen der beiden Seile.

[zeitgenosse]

Zitat von rene

Gefragt war nach den Zugspannungen der beiden Seile.

Ich erinnere mich - das war eine listige Aufgabe!

Den "Leute" (Physik und ihre Anwendungen in Technik und Umwelt) kann man guten Mutes den angehenden Ingenieuren für Systemtechnik (andere sagen dazu Mechatronik) empfohlen. Das Buch enthält zudem eine Reihe praxisnaher Aufgabenstellungen.

Gr. zg

[pauli]

Zitat von zeitgenosse

In einer überhöhten Kurve wirken primär die Gewichtskraft und die Fliehkraft. Das Kräftegleichgewicht in der Ebene parallel zur Fahrbahn bestimmt dabei das Rutschen des Fahrzeugs. Die Parallelkomponente der Fliehkraft muss folglich durch die Hangabtriebskraft und die Haftreibungskraft kompensiert werden.

es gleicht sich aus, verstehe, im Prinzip so wie größere Trägheit von massereicheren Objekten den schnelleren freien Fall verhindert, danke

[Hamilton]

Ersetzt man bei einem bewegten System von Massenpunkten die entsprechenden Beschleunigungen durch die Trägheitskräfte, so hat man das dynamische Problem formal auf ein statisches Problem zurückgeführt.

Ok, einverstanden- das mag eine alte Formulierung sein, die ich nicht kannte. Bei mir hat das d'alembertprinzip mit Zwangskräften und virtueller Arbeit zu tun.

Nachwievor ist das einfach falsch:

Die Summe aller Kräfte ist immer Null (Prinzip von d'Alembert)!

Das ist jedem Mechatronikingenieur allzugut bekannt (bei den Physikern bin ich mir da nicht so sicher).

Das gilt nicht nur im statischen Fall (wie beim Schraubstock), sondern auch im dynamischen Fall (wie bspw. bei Hammer und Amboss)!

Das stimmt in seiner Allgemeinheit, wie es da steht einfach nicht.
Wenn ich sowieso zu jeder auftretenden Kraft eine gleichgroße Non-Newton Kraft entgegensetze, ist das natürlich richtig und trivial, aber daraus lernt man erstmal nicht viel. Und das steht da auch nicht und ist daher sehr missverständlich.
Es hat seinen Grund, warum die heutige Formulierung anders ist, als die von "weiß-ich-wann"

Diese "Physiker sind doof"- Nummer finde ich einfach lächerlich und arrogant- und dann das noch retten wollen, in dem man ausgerechnet einen Mathematiker zitiert zeigt auch einfach wie hoffnungslos unhaltbar das ist.
Niemand will den Ingenieuren und Ärtzten und ... ihre Intelligenz und Erfolge absprechen, aber wenn ein Ingeniuer den Physikern Generalinkompetenz unterstellt, ist das wie der Kantinenkoch, der sagt, dass die ganzen Sterneköche ja nicht mal Spargel von Schwarzwurzeln unterscheiden können.

Sogar im "Tippler" werden diese Dinge formal richtig behandelt (und der ist doch was für blutige Anfänger).

Das ist ganz schön frech! Wenn das der Weihnachtsmann erfährt, gibt es für dich diesjahr höchstens "Arroganzfrei in 10 Tagen".

[zeitgenosse]

Zitat von Hamilton

Diese "Physiker sind doof"- Nummer finde ich einfach lächerlich und arrogant- und dann das noch retten wollen, in dem man ausgerechnet einen Mathematiker zitiert zeigt auch einfach wie hoffnungslos unhaltbar das ist.

Eine gute Prise Humor (sozusagen seelischer Schnupftabak) könnte dir nicht schaden!

Wie wäre es, wenn man auch das "positive" mit derselben Verve resümieren würde, schrieb ich u.a. auch:

Allgemein spricht man von den Euler-Lagrange-Gleichungen. Physiker wissen schon Bescheid.

Wenn das nicht Anerkennung genug ist! Ansonsten sind gelegentliche Seitenhiebe wie das Salz in der Suppe. Übrigens stamme ich auch aus der physikalischen Zunft.

Gr. zg

[JGC]

Zitat von zeitgenosse

Eine gute Prise Humor (sozusagen seelischer Schnupftabak) könnte dir nicht schaden!

Gr. zg

Dem kann ich nur zustimmen!

[Sino]

Die Sache mit Summe der Kräfte gleich 0 und Reduktion von dynamisch auf statisch wäre glaube ich soetwas:

Kräfte auf einen fallenden Apfel, wo die Gewichtskraft gleich der Trägheitskraft wäre.

m*g + m*d²y/dt² = 0 mit g der Erdbeschleunigung

Also man muss dann die zweiten Ableitungen der Ortskoordinaten für die Trägheitskraft einsetzen und kriegt dann z.b. die Bewegungsgleichung gegen über dem Laborsystem, dass man als ruhend annimmt.

Ok, das da oben ist es natürlich trivial, aber da gibt es ja z.b. noch so Dinge wie Jojos, wo das Ding nicht mit g fällt, also die zweite Ableitung von y nicht -g ist, sondern man es noch mit Drehmoment und Drehimpuls zu tun bekommt, die an y gekoppelt sind. Sowas kann man dann z.b. mit dem Ansatz rechnen, wenn ich mich recht erinnere...
Letztendlich führen ja immer verschiedene Wege zum Ziel.

[Lambert]

allerdings

Gruß,
Lambert

[Kurt Lange]

Zitat von Marco Polo

Zur Fliehkraft schrieb Uli in einem anderen Thread:



Hi Uli,

die Fliehkraft (Zentrifugalkraft) ist eine Scheinkraft. Das was dem Jet-Piloten die Augen aus dem Kopf quetscht, das ist eine tatsächliche Kraft. Die Zentripetalkraft.

So gesehen hat Kurt ausnahmsweise mal nicht ganz unrecht. Bild dir bloss nichts drauf ein Kurt.

Wenn man bei Wikipedia unter Fliehkraft schaut, findet man das sehr anschaulich erklärt. Besonders das Beispiel mit dem Eisblock auf der Ladefläche weiss zu gefallen.

Ich kenne schon seit vielen Jahren noch eine andere ebenfalls recht ansprechende Erklärung.

Wenn man eine Kugel, die an einem Seil befestigt ist, im Kreis schleudert und sich selbst dabei mitdreht entsteht der Eindruck, als ziehe eine zentrumfliehende (zentrifugale) Kraft die Kugel nach aussen.

Betrachtet man dagegen die gleiche Bewegung der Kugel von einem ruhenden Bezugspunkt, so deutet nichts auf eine solche Kraft hin, da die Zentrifugalkraft eine Scheinkraft ist.

Um zu verstehen, wie man auf diese vermeintliche Kraft überhaupt gekommen ist, muss man die Kräfte betrachten, die auf die kreisende Kugel wirken:

Es sind die Seilspannung S und die Gewichtskraft mg. Die Seilspannung hat eine senkrechte Komponente (S*cos(phi)) und eine waagerechte Komponente (S*sin(phi)). Die senkrechte Komponente der Seilkraft zeigt nach oben und steht mit der Gewichtskraft, die nach unten zeigt im Gleichgewicht. Die waagerechte Komponente der Seilkraft zeigt nach links und wird von einem ruhenden Beobachter als Zentripetalkraft aufgefasst. Diese Zentripetalkraft zwingt die Kugel auf eine Kreisbahn.

Der Beobachter, der sich selbst mitdreht, bemerkt ebenfalls den Zug der Seilspannung und die Gewichtskraft. Er sieht darüber hinaus, dass sich die Kugel immer im gleichen Abstand zu ihm bewegt und nicht zum Zentrum hin gezogen wird, wie es bei der Zentripetalkraft der Fall ist.

Dies erklärt er als Folge einer Zentrifugalkraft, die die Kugel nach aussen zieht. Ist natürlich Blödsinn. Es gibt keine Zentrifugalkraft (Fliehkraft). Die Zentrifugalkraft scheint mit der waagerechten Komponente der Seilkraft im Gleichgewicht zu stehen.

So wie ich das sehe hat sich zwar der Begriff Fliehkraft im Sprachgebrauch etabliert. Streng genommen existiert so etwas wie eine Fliehkraft aber gar nicht. Gemeint ist stets die Zentripetalkraft.

Gruss, Marco Polo