6. Die Zentripetalkraft wird oft mit der Zentrifugalkraft verwechselt. Zwischen diesen beiden Kräften muss aber unterschieden werden, wie die folgende Betrachtung zeigen soll.
Eine Drehbewegung kann aus verschiedenen Bezugssystemen betrachtet werden, z.B. aus dem sogenannten „Laborsystem“, d.h. einem Bezugssystem, in dem die Kreisbewegung abläuft, oder aus einem mitrotierenden Bezugssystem.
Denken Sie zur Veranschaulichung an ein Karussell: Wenn Sie daneben stehen und der Drehung zusehen, befinden Sie sich in einem „Laborsystem“ und beschreiben die Drehung aller auf dem Karussell befindlichen Gegenstände als eine Kreisbewegung. Sitzen Sie dagegen selbst auf dem Karussell, bewegt sich für Sie nichts auf dem Karussell im Kreis, da Sie natürlich ein Bezugssystem verwenden, das mit dem Karussell verbunden ist – eben ein mitrotierendes Bezugssystem.
Das Karussell lässt sich durch folgende vereinfachte Anordnung beschreiben: Eine Kreisscheibe rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um eine Drehachse im Mittelpunkt der Scheibe. Am Rand der Scheibe befindet sich eine Kugel, die über eine Feder mit der Achse verbunden ist.
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Kräfte in Kreisbewegung.png [ 66.86 KiB | 5707-mal betrachtet ]
A ist ein ruhender Beobachter im Laborsystem. Er stellt fest, dass auf die Kugel eine Zentripetalkraft Fz wirkt und die Kugel sich daher auf einer Kreisbahn bewegt.
B ist ein mitrotierender Beobachter auf der rotierenden Scheibe. Er stellt fest, dass auf die Kugel eine Kraft Fz wirkt. Dennoch bleibt die Kugel – im mitrotierenden Bezugssystem – in Ruhe. Also folgert der Beobachter B, dass es zu Fz eine Gleichgewichtskraft gibt, deren Betrag gleich dem Betrag von Fz ist und die nach außen weist. Dies ist die Zentrifugalkraft (auch Fliehkraft genannt).
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