Bruno hat geschrieben:
Faber hat geschrieben:
In unserem Beispiel mit der rotierenden Scheibe, auf der eine Kugel entlang einer radialen Schiene gleitet, verhält es sich so: Eine mechanische Kraft kann nur zwischen Scheibe (bzw. Schiene) und Kugel wirken. Da die Kugel ideal reibungsfrei entlang der Schiene gleiten kann, verschwindet die radiale Komponente der mechanischen Kraft. Die resultierende mechanische Kraft wirkt daher garantiert in tangentialer Richtung. Wenn die Scheibe mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert, ist die Eulerkraft (in tangentialer Richtung aufgrund Änderung der Winkelgeschwindigkeit) null.
Gäbe es nun keine mechanische Corioliskraft, dann würde überhaupt keine Kraft auf die Kugel wirken. Die kräftefreie Kugel würde sich inertial bewegen. D.h. die Trajektorie der Kugel wäre auch aus einem Inertialsystem betrachtet geradlinig (von der rotierenden Scheibe aus betrachtet ist die Trajektorie der Kugel wegen der Schiene sowieso geradlinig). Weil keine mechanische Kraft wirken würde, würde insbesondere auch die konstante Winkelgeschwindigkeit der Scheibe konstant bleiben.
Vergleichen wir nun mit der geworfenen Kugel aus dem anderen Beispiel aus Ihrem Lehrbuch: Die geworfene Kugel fliegt kräftefrei, inertial. Der Beobachter, der die Kugel vom Scheibenmittelpunkt aus abgeworfen hat, sieht aber eine um die Kurve fliegende Kugel.
Das ist ein Widerspruch. Wenn die Schiene die Trajektorie der Kugel ändert, dann wirkt auch eine mechanische Kraft zwischen Schiene und Kugel. Folglich ist die Corioliskraft eine reale, mechanische Kraft.
Sie sind wirklich der Meinung, dass auf eine Kugel, die auf einer rotierenden Scheibe entlang einer radialen Schiene gleitet, nur die Corioliskraft wirkt?
Nein, bin ich nicht. Lesen Sie bitte nocheinmal. Ich behaupte nicht, was Sie unterstellen. Ich behaupte folgendes:
1.) Wenn es keine reale, mechanische Corioliskraft gäbe, dann würde gar keine Kraft wirken.
2.) Da es eine reale, mechanische Corioliskraft gibt, zeitigt diese eine Wirkung (in deren Folge dann auch eine Eulerkraft auftritt).
Bruno hat geschrieben:
Schneidet man die Kugel fachgerecht (ohne Reibung) frei, dann ergeben sich folgende äußere Kräfte: eine Gewichtskraft FG=m*g, die Kräfte FAx und FAy des Schienenstrangs A, die Kräfte FBx und FBy des Schienenstrangs B und die Zentripetalkraft FR=m*w²*r.
1.) Gewichtskräfte werden ignoriert. Sie sind für die Fragestellung, ob es eine reale, mechanische Corioliskraft gibt, nicht von belang. Auch für ein Laborexperiment wären sie irrelevant, da hinreichend orthogonal zu allen anderen Kräften. (Sie vergaßen i.ü. zu erwähnen, dass i.a. auch Strahlung auf Scheibe und Kugel einwirkt.)
2.) Es reicht völlig aus, nicht zwei, sondern nur eine Schiene zu betrachten. Zu der mechanischen Kraft, die zwischen Schiene und Kugel wirkt, habe ich alles nötige gesagt.
3.) Eine Zentripetalkraft kommt gar nicht vor, da die Kugel in radialer Richtung frei von mechanischen Kräften ist. Nichts hindert die Kugel, sich in radialer Richtung völlig frei zu bewegen. (Aus Sicht eines mitrotierenden Beobachters ergibt sich eine scheinbare Beschleunigung der Kugel scheinbar verursacht durch eine scheinbare Fliehkraft. Eine echte Fliehkraft sowie eine echte Zentripetalbeschleunigung treten auf, wenn man eine Kugel an einem Seil im Kreis rotieren lässt, so dass eine Kraftübertragung überhaupt möglich ist.)
Ihre Einwände treffen meine Ausführungen in keinster Weise. Sie lenken nur vom wesentlichen ab. Ich habe gezeigt, dass die Corioliskraft eine reale mechanische Kraft ist, die zwischen Schiene und Kugel wirkt. Nimmt man die Schiene weg, dann bewegt sich die Kugel entlang einer anderen Trajektorie. Die Schiene zwingt also die Kugel auf eine andere Bahn. Die Eulerkraft kann dafür voraussetzungsgemäß nicht verantwortlich sein. Bleibt nur die Corioliskraft.
Gruß
Faber