2.4 Beschleunigte Bezugssysteme

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1 2.4 Beschleunigte Bezugssysteme
Kapitel 2: Dynamik 2.4 Beschleunigte Bezugssysteme

2 Scheinkräfte ! ...und sonst ??? A‘ A A‘ A sieht eine Fallbewegung
A‘ sieht außer dem Fall noch Bewegung durch Scheinkraft -ma

3 Spezialfall: (gleichförmige) Kreisbewegung
Variablen x, y ? Besser: r,j r j Winkelgeschwindigkeit w KEIN 2p !! Umlaufzeit T, Frequenz f=1/T, w=2p/T=2pf Es gibt natürlich auch die Winkelbeschleunigung ! Allgemeine Bewegung: Radial- und Winkelgeschwindigkeit und -Beschleunigung

4 Corioliskraft, motiviert am Beispiel:
(allgemeine Herleitung: Koordinatentransformation aufschreiben und Ableitungen bilden !) Q Q‘ P Passt das Wasserstrahl-Experiment ? a formal: 3-Finger-Regel w v b) physikalisch: Anfangsgeschwindigkeit !

5 Spezialfall: (gleichförmige) Kreisbewegung
Zentrifugalkraft Warum ist das beschleunigt ? Die Richtung des Geschwin- digkeitsvektors ändert sich ! Dv v1 v0 Diese Winkel sind gleich, weil die Geschwindigkeits- vektoren jeweils senkrecht auf Radiusvektoren stehen. Ds r STRAHLENSÄTZE !!! (allgemeine Herleitung: Koordinatentransformation aufschreiben, ableiten!)

6 Die Richtung der Beschleunigung ist auf das Zentrum des
Kreises gerichtet. Diese Beschleunigung heißt Zentripetal- beschleunigung ! Um den Körper auf der Kreisbahn zu halten, muß daher eine Zentripetalkraft aufgebracht werden. Der mitbewegte Beobachter spürt eine Scheinkraft, die ihn vom Zentrum des Kreises wegzudrücken scheint, die Zentrifugal- kraft. Experimente dazu Anwendung: Obelix steht auf einem quaderförmigen Berg und übt Hinkelsteinweitwurf. Wie schnell muss er den Hinkelstein parallel zum Boden loswerfen, damit er die Erde umrunden kann? Welcher Wurfweite entspricht das ?

7 Kapitel 3: Erhaltungssätze
3.1 Arbeit und Energie

8 Was sind Arbeit und Energie ?
Physikalische Definition für konstante Kraft: Einheit: Joule 1J=1Nm=1kgm2/s2

9 Das Verhältnis zwischen
Arbeit und Geschwindigkeit (konstante Kraft) Die Größe wird als kinetische Energie bezeichnet. Sie stecken Arbeit in das System hinein und erhalten kinetische Energie dafür ! Was ändert sich, wenn die Kraft nicht mehr konstant ist ?