2.4 Beschleunigte Bezugssysteme Kapitel 2: Dynamik 2.4 Beschleunigte Bezugssysteme
Scheinkräfte ! ...und sonst ??? A‘ A A‘ A sieht eine Fallbewegung A‘ sieht außer dem Fall noch Bewegung durch Scheinkraft -ma
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
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 !
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!)
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 ?
Kapitel 3: Erhaltungssätze 3.1 Arbeit und Energie
Was sind Arbeit und Energie ? Physikalische Definition für konstante Kraft: Einheit: Joule 1J=1Nm=1kgm2/s2
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 ?