Wann wirken Coriolis- und Zentrifugalkraft?

Ok, hier ist die Situation, in der Sie sich auf einer Scheibe befinden, die sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit in der Mitte dreht, sodass Sie sich in einem rotierenden Referenzrahmen befinden. Ein Block wird platziert.

Fall 1:

Die Scheibe ist reibungsfrei. Hier würden Sie NUR die Coriolis-Kraft wirken sehen.

Fall 2:

Die Scheibe hat Reibung und es wirkt NUR die Zentrifugalkraft.

Meine Frage ist also, wann schließen wir die Zentrifugalkraft und wann die Corioliskraft ein und wann wirken beide zusammen?

Antworten (2)

Es scheint, als hätten Sie den Eindruck, dass Zentrifugal- und Corioliskräfte auf ein Objekt irgendwo herkommen müssen, z. B. durch Reibung mit dem Boden. Sie tun es nicht. In einem rotierenden Bezugsrahmen sind sie beide immer da, wie die Schwerkraft. Das eine oder das andere kann in besonderen Fällen Null sein – wenn das Objekt auf der Rotationsachse ist, verschwindet die Zentrifugalkraft und wenn die Geschwindigkeit des Objekts Null oder parallel zur Rotationsachse ist, verschwindet die Coriolis-Kraft. Aber konzeptionell sind beide immer präsent.

Wenn Sie Bewegungsgleichungen relativ zu einem rotierenden Bezugssystem schreiben, müssen Sie immer drei Terme einbeziehen, die als fiktive Kräfte bezeichnet werden - Zentrifugalkraft, Corioliskraft und Eulerkraft.

In Ihren Beispielen ist die Euler-Kraft Null, wenn die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Bezugsrahmens konstant ist - aber sie ist konzeptionell immer noch vorhanden.

In Ihrem zweiten Beispiel ist die Coriolis-Kraft ebenfalls Null, wenn der Block relativ zum rotierenden Referenzrahmen stationär ist. Aber noch einmal ist es konzeptionell präsent.