§3 Bewegte Bezugssysteme

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1 §3 Bewegte Bezugssysteme
§3.1 Relativbewegung Relativkoordinate: Relativgeschwindigkeit: E1 WS14/15

2 O‘ bewege sich mit konstanter Geschwindigkeit u bezüglich O
§3.2 Inertialsysteme O‘ O O‘ bewege sich mit konstanter Geschwindigkeit u bezüglich O u << c  u=const  Zwischen den in den beiden Inertial-systemen O und O‘ gemessenen Grössen für die Bewegung des Massenpunktes A gelten die Galilei-Transformationen

3 Beide Beobachter kommen in Inertialsystemenzu den gleichen physikalischen Gesetzenz.B. freier Fall
x z‘ h x‘ A Experiment Kanonenwagen Inertialsysteme sind für die Beschreibung physikalischer Gesetze äquivalent E1 WS14/15

4 § 3.3 Beschleunigte Bezugssysteme
Bsp.: Geradlinig beschleunigte Bezugssysteme  Experiment Eisenbahnwagen mit Pendel O‘ kein Inertialsystem! Auftreten von Scheinkräften!! Bsp.: Fahrstuhlexperimente E1 WS14/15

5 Scheinkräfte im beschleunigten Fahrstuhl E1 WS14/15

6 Bsp.: Rotierende Bezugssysteme
O=O‘ Der Beobachter im rotierenden System O‘ beschreibt A: Für den Beobachter im ruhenden System O ändern sich auch die Einheitsvektoren des Rotienrenden Systems. E1 WS14/15

7 Geschwindigkeit im ruhenden System
Die Endpunkte der Einheitsvektoren im rotierenden System beschreiben Kreisbahnen: Geschwindigkeit im ruhenden System Geschwindigkeit im rotierenden System E1 WS14/15

8 Für w = const: Der Beobachter in O‘ muss zur Beschrei-bung der Bewegung von A zusätzliche Beschleunigungsterme einführen! Coriolisbeschleunigung Zentrifugalbeschleunigung E1 WS14/15

9 Aus den Beschleunigungen folgern Scheinkräfte auf die Masse m in A
Scheinkräfte treten auf, wenn die Bewegung im rotieren Koordinatensystem beschrieben wird, und die Roation des Koordinaten-systems nicht berücksichtigt wird. Bei der Beschreibung in einem Inertialsystem treten diese Kräfte nicht auf! Experiment Flex rotierende Wasser- Schüssel E1 WS14/15

10 Aus den Beschleunigungen folgern Scheinkräfte auf die Masse m in A
Scheinkräfte treten auf, wenn die Bewegung im rotieren Koordinatensystem beschrieben wird, und die Roation des Koordinaten-systems nicht berücksichtigt wird. Bei der Beschreibung in einem Inertialsystem treten diese Kräfte nicht auf!  Experiment Flex rotierende Wasser- Schüssel E1 WS14/15

11 Aus den Beschleunigungen folgern Scheinkräfte auf die Masse m in A
Scheinkräfte treten auf, wenn die Bewegung im rotieren Koordinatensystem beschrieben wird, und die Roation des Koordinaten-systems nicht berücksichtigt wird. Bei der Beschreibung in einem Inertialsystem treten diese Kräfte nicht auf! Experiment Flex rotierende Wasser- Schüssel  E1 WS14/15

12 Aus den Beschleunigungen folgern Scheinkräfte auf die Masse m in A
Scheinkräfte treten auf, wenn die Bewegung im rotieren Koordinatensystem beschrieben wird, und die Roation des Koordinaten-systems nicht berücksichtigt wird. Bei der Beschreibung in einem Inertialsystem treten diese Kräfte nicht auf! Zentrifugalkraft steht senkrecht auf w Experiment Flex rotierende Wasser- Schüssel  E1 WS14/15

13 Aus den Beschleunigungen folgern Scheinkräfte auf die Masse m in A
Scheinkräfte treten auf, wenn die Bewegung im rotieren Koordinatensystem beschrieben wird, und die Roation des Koordinaten-systems nicht berücksichtigt wird. Bei der Beschreibung in einem Inertialsystem treten diese Kräfte nicht auf! Zentrifugalkraft steht senkrecht auf w Experiment Flex rotierende Wasser- Schüssel, Sandeimerpendel über rotierender Scheibe, Foucault‘sches Pendel,  Corioliskraft steht ebenfalls senkrecht auf w, tritt aber nur auf, wenn v‘ eine Komponente senkrecht zu w hat. E1 WS14/15

14 E1 WS14/15

15 h Fz r FG Exp.: Rotierender Eimer
Im Gleichgewicht wirken keine tangentialen Kräfte mehr auf die Wasseroberfläche FG Fz h r E1 WS14/15

16 Corioliskraft bestimmt den Drehsinn der Tiefdruckgebiete und Stürme
Hurricane Floyd Typhoon Yasi