Das Prinzip des Seins

So ist es.
Ich möchte wirklich wissen ob für diese Experten eine bei großer Drehzahl berstende Scheibe implodiert wenn sie daneben stehen.
Das Leuten wie Ernst, der in seiner beruflichen Tätigkeit mit angewandter Mechanik beschäftigt ist, ein solcher Unsinn einzureden ist, ist schon kaum zu glauben.

Und wenn Du eine Scheibe rotieren lässt und daneben stehst, spürst Du dann die Zentrifugalkräfte? Du befindest Dich genau in eben jenem nicht rotierenden Bezugssystem, das es Deiner Meinung nach eigentlich gar nicht geben dürfte.



Im nicht rotierenden Laborsystem (IS) wird die Scheibe durch die Zentripetalkraft auf eine Kreisbahn gezwungen. Wenn die Scheibe infolge Materialermüdung berstet, fliegen ihre Einzelteile wegen der nun fehlenden Zentripetalkraft tangential weg.

Gruss

Vielleicht solltest du da deinen Gerthsen Physik nochmal zur Hand nehmen. Also in meinem (24. Auflage) steht dazu folgendes:
Kap. 1.7.1., Seite 41

Ferner:
Kap. 1.7.3., Seite 42


Ich würde daraus schließen,
dass es a) Kräfte gibt, die nur in bestimmten Bezugssystem existieren und dass b) die Zentrifugalkraft dazu gehört.

Gezwungen ja, da der Ablenkung von der Geraden die Massenträgheit entgegen wirkt.

Gut möglich das der/die derzeitgen Bearbeiter des Gerthsen diesen an diesen Neusprech angeglichen haben.

Du bist einer der wenigen Skeptiker, welche hier mitdenken. Und Deine Zweifel sind nicht unplausibel. Aber Du betrachtest die Sache eher von einer Dir logischen Seite. Logik ist schon wichtig; sie muß aber mit sachlicher Einsicht einhergehen. So will man mit der angewandten Mechanik weder das Abendland rettet noch irgendwelche Logik um ihrer selbst Willen durchsetzen, sonder es geht ganz praktisch darum, das Verhalten in unterschiedlichen Systemen richtig vorausberechnen zu können, um funktionstüchtige Maschinen zu entwickeln.

Du gehst aufgeschlossen an die Sache heran und es ist verständlich, daß dir einiges unklar oder gar widersinnig erscheint. Aus meiner Sicht wäre es aber richtig, um Verständnis dafür zu ringen, was in allen wissenschaftlichen Literaturen und seriösen fachlichen Unterlagen zur Technischen Mechanik gelehrt wird. Weil nämlich diese Lehre auch kein Selbstzweck ist, sondern die Lernenden dazu befähigen soll, funktionsfähige Maschinen zu entwickeln. Und dazu taugt sie nun mal in der gelehrten Form ganz ausgezeichnet.

Daß es gegen diese überall gelehrten und angewendeten Methoden hier bei mehreren Teilnehmern Unverständnis und daraus resultierende Besserwisserei gibt, resultiert einfach aus fehlender Kenntnis. Das ist aber ganz unerheblich. Ganz und gar. Es sind Laien, welche keine Verantwortung für ihre Irrtümer tragen, weil sie nicht auf dem Sachgebiet tätig sind. Sie müssen nicht für Havarien an Maschinen gerade stehen. Die Entwicklungsingenieure schon. rmw ist Statiker, geschult in Berechnungen nach der FEM, er hat damit kaum Schnittpunkte zu solchen dynamischen Problemen. Und wenn doch, rechnet er stets im rotierenden Bezugssystem, etwa die statische Beanspruchnung an rotierenden Teilen (etwa Turbinenschaufeln). Da werden dann selbstverständlich Trägheitskräfte berücksichtigt. Und so kann auch einem solchen Anwender der Blick auf die hier diskutierte Systematik verschwimmen. Bei rotierenden Anlagen ist ohnehin das rotierende Bezugssystem in aller Regel das Berechnungsobjekt; es interessieren ja die Beanspruchnungen der rotierenden Objekte, wie sie in iherem "eigenen" System auftereten. Ausnahmen sind. u.a. komplexere Getriebe.

Du mußt hier auch nicht grundsätzlich den ausgebildeteten Physikern/Mechanikern aufs Wort glauben; was aber eine Einsicht sein sollte, wäre den wissenschaftlichen Quellen zu vertrauen und sie zu verstehen. Und dafür sind hier im Laufe der Diskussion etliche gute Quellen angegeben. Anlehnen an andere, welche das alles nicht verstehen, bringt nur falsche Gedanken.

Gruß
Ernst

Als Statiker siehst Du das ja richtig. Du rechnest, wenn es um rotierende Bauteile geht, stets im rotierenden System. Und da ist die Operation mit Trägheitskräften ja selbstverständlich. Da existiert etwa eine "angreifende" Fliehkraft Ff=m*ω²*r als ganz reale spannungserzeugende Kraft. Wie das ja auch hier mehrfach beschrieben ist für das rotierende Bezugssystem.

Bei dieser Tätigkeit ist dir aber die Sicht auf das nichtrotierende Bezugssystem verlorengegangen. Dort erzeugt nämlich eine angreifende Kraft keine Gegenkraft sondern eine Veränderung der Bewegung der Masse. Bitte verinnerlichen.
Der Zusammenhang zwischen der Kraft und der verursachten Bewegungsänderung lautet bekanntlich.

d²x/dt²= F/m

Da ist tatsächlich nur eine Kraft im Spiel, welche die Bewegungsgleichung bestimmt.

Gruß
Ernst

Dann sag doch, wo genau in deinem Gerthsen (bitte Auflage angeben) genau steht, dass in allen BS diesselben Kräfte wirken. Das würde ich doch ganz gerne selber lesen.

Nein, stimmt einfach nicht Ernst.
Nehmen wir Eisenbahnschienen in einer Kurve. Die müssen selbstverständlich die Fliehkraft des Zuges aushalten. Umgekehrt wirken die Schienen als Gegenkraft auf den Zug das ist die Zentripetalkraft. Das ist wie wenn du mit der Hand auf den Tisch drückst: Kraft und Gegenkraft. Da ist kein Unterschied dazu.

Da Ihr jetzt bei den grundlegendsten Betrachtungen einer Rotationsbewegung gelandet seid, versuche ich mal auch etwas beizutragen.
Wie ich sehe, hat keiner Wissenslücken, sondern unterschiedliche Betrachtungswinkeln.
Die Darstellung von Ernst ist m.E. nicht richtig, bzw. unvollständig.

Laborsicht: Der Beobachter sieht eine Kreisbewegung – er denkt sich eine Kraft, die den Körper in dieser Kreisbewegung zwingt. Diese Kraft nennt man Zentripetalkraft (Fzp).
Er sieht aber, besonders beim Karussell, auch eine Kraft, die die Gondeln (Federwaage) nach außen, bis einer gewissen Seilneigung treibt. Ohne die Postulierung einer Kraft, die eben die Gondeln nach außen treibt, wäre diese Seilneigung nicht erklärbar. Er sieht also direkt diese Kraft, er braucht sie nicht mal nur zu denken, und diese Kraft nennt man Zentrifugalkraft. Würde er nur die Zentripetalkraft, ohne die gleichgroße und entgegengerichtete Zentrifugalkraft sich denken, dann müssten die Gondeln spiralförmig zur Karussellachse sich bewegen. Das tun sie aber nicht, der Radius bleibt unverändert.

Karussellsicht: Der Beobachter weiß nichts von seiner Drehbewegung. Er spürt und sieht eine Kraft, die ihn oder eine Federwaage (die Gondeln) nach außen treibt. Ist ein Gegenstand nicht fest verbunden in seinem BS, sodann fliegt er vorerst radial nach außen. Ist der Gegenstand jedoch fest verbunden, dann ist er für den Beobachter unbewegt, d.h. er muss sich eine Kraft denken, die den Gegenstand, trotz nach außen treibender Kraft am Ort und Stelle hält und gleichgroß entgegenwirkt.

D.h., dass beide Beobachter beide in Frage kommenden Kräfte sehen oder sich denken müssen. Gemessen wird nur eine Kraft – man kann darüber streiten, welche von beiden, oder nur die Summe der beiden. Beide existieren nur paarweise und sollen bei gleichförmiger Kreisbewegung gleichgroß sein.

Anders sieht es aus bei einer beschleunigten Drehbewegung. Mit steigender Omega beschreiben die Gondeln eine Spiralbewegung nach außen – d.h. die Zentrifugalkraft ist größer als die Zentripetal. Hoffentlich kommt der Experte, der hinter jedem Baum Corioliskraft sieht, nicht mit einer neuen Kraft her.

Die Kreisbewegung ist eine Sonderform der Bewegung und lässt sich nicht so leicht erklären. Obwohl beide Kräfte nur paarweise und gleichgroß auftreten, bewegt sich das Objekt kreisförmig. Etwas stimmt hier nicht. Wäre die eine Kraft größer, dann würde sich das Objekt unausweichlich zum Zentrum oder Peripherie spiralförmig bewegen.
Ein Denkanstoss: Primär ist die Zentripetalkraft (die lebendige, aktive), sekundär ist die Zentrifugal (die passive, Trägheits). Wie wäre es, wenn zwischen dem Auftreten der Zentrifugal- und Zentripetalkraft eine gewisse Verzögerung besteht. Die Zentripetale wirkt und ändert die Richtung der Bewegung. Sofort, aber wie erwähnt mit Verzögerung, erwächst der Widerstand der Masse gegen eine Beschleunigung, die gleichgroße Zentrifugale. Der Körper befindet sich wieder in Inertialbewegung, beide Kräfte verschwinden, die Richtung ist jedoch schon geändert. Im nächsten Augenblick greift erneut die Zentripetale, gleich danach die Zentrifugale usw. usw. Versucht man die Kräfte zu messen, misst man eben nur die Summe, die effektive Größe der eine Kraft, nicht jedoch den zeitlichen Versatz. Im Endeffekt muss man jedoch doch annehmen, dass die Zentripetale etwas größer als die Zentrifugale sein muss, nicht als Wert, sondern wegen längerer Zeitwirkung, diese „etwas größer“ ist jedoch nicht messbar.

Liebe Grüße