Was ist die Ursache der Zentripetal-/Zentrifugalkraft?

Was ist die Ursache der Zentripetal- / Zentrifugalkraft ? Wenn ein Objekt der Masse m auf einer Kreisbahn bewegt wird, erfährt sie radial vom Zentrum weg eine Zentrifugalkraft. Was ist die Ursache dieser Zentrifugalkraft? Stehen diese im Zusammenhang mit den vier Grundkräften (Schwerkraft, elektromagnetische, schwache und starke Kräfte)?

Diese Kraft entspricht einer Kraft, die beim Anhalten einer sich bewegenden Masse auftritt (Trägheit). Aber wird diese Trägheit durch irgendeine Kraft verursacht? oder was verursacht Trägheit? Ein Photonenteilchen hat keine Ruheträgheit.

Es erfährt keine solche Kraft. Wer hat dir das gesagt? Nebenbei schlage ich vor, dass Sie einen einführenden Physik-Text lesen, um den Unterschied zwischen einer ausgeübten Kraft (zB etwas zu drücken) und einer Kraft aufgrund eines Feldes zu lernen.
Die vom Zentrum weg gerichtete Kraft, die aus dem nicht-trägen Koordinatensystem kommt, ist die Zentrifugalkraft. Die Kraft zum Zentrum, die das Objekt in der Umlaufbahn hält, ist die Zentripetalkraft. Es kann aus verschiedenen Quellen stammen: Schwerkraft, EM, Spannung in einer Saite usw.
Obwohl diese Frage ein bisschen naiv ist, sehe ich den Punkt in der Ablehnung nicht. Es ist eine berechtigte Frage. Anupam trifft übrigens den Nagel auf den Kopf.
Siehe auch : physical.stackexchange.com/q/8891/2451 und darin enthaltene Links.
Deepak Ich habe bemerkt, dass Ihre Frage geändert wurde. Kennen Sie sich auch im Detail mit der Zentrifugalkraft aus? Um die erste Zeile Ihrer Frage zu beantworten, muss ich die Ursache der Zentrifugalkraft erklären.
Anupam, ich muss vielleicht eine andere Frage stellen, was Trägheit überhaupt erst verursacht, um das zu verstehen.

Antworten (5)

Zuerst müssen Sie das Newtonsche Gesetz verstehen. im Grunde das zweite Gesetz. Kurz gesagt lautet das zweite Gesetz: „Wann immer wir eine Kraft auf ein Objekt ausüben, ändert diese Kraft die Größe der Objektgeschwindigkeit, wenn sie in die gleiche Richtung wie die Bewegungsrichtung weist, und ändert die Bewegungsrichtung, wenn die ausgeübte Kraft nicht in die Richtung von Bewegung."

Wenn sich ein Objekt gleichmäßig auf einer kreisförmigen Umlaufbahn dreht, erfährt es keine Kraft (echt oder / und pseudo) radial nach außen. Was es erfährt, ist die Zentripetalkraft, die immer radial nach innen gerichtet ist, gemessen von dem Koordinatensystem, in dem es rotiert, und von dem es gegeben ist
F = m v 2 r wo m ist die Masse dieses Objekts, v ist die tangentiale Momentangeschwindigkeit und r ist der Radius des Kreises, in dem es sich dreht.
Sehen Sie sich dieses Bild an, um dies zu visualisieren: (Quelle: ydcdn.net )
Bild

Um die Bewegung eines Objekts von einer geraden in eine kreisförmige Bewegung abzulenken, müssen wir eine radial nach innen gerichtete Kraft aufbringen, da das Objekt aufgrund der Trägheit dazu neigt, sich in einer geraden Linie zu bewegen. Die Kraft, die wir anwenden, ändert die Geschwindigkeit dieses Objekts, indem sie die Bewegungsrichtung ändert.

Es sollte beachtet werden, dass, wenn die Kraft aus einem nicht-trägen Bezugsrahmen berechnet wird, wir eine Pseudokraft auf dieses Objekt hinzufügen müssen, aber die Bewegung in diesem nicht-trägen Bezugsrahmen nicht kreisförmig bleibt.

Und um eine gute Antwort zu ergänzen: Zentrifugalkraft ist eine Illusion - es ist nur eine Bezeichnung für die uneingeschränkte, trägheitsgeführte Bewegung, wenn eine Zentripetalkraft aufhört (z. B. wenn eine Saite reißt).
@Amadan Zentrifugalkraft ist keine Illusion. Sie ist auch nicht trägheitsgeführt. Es kommt nur ins Spiel, wenn wir unseren Bezugsrahmen auf einen rotierenden umschalten. Dies scheint Newtons zweites Gesetz zu halten. Ich bearbeite meine Antwort bald.

Eine Zentripetalkraft ist keine fundamentale Kraft. Wir nennen jede Kraft eine Zentripetalkraft, wenn sie senkrecht zur Bewegungsrichtung zum Mittelpunkt der Drehrichtung wirkt.

Einen an einer Schnur befestigten Stein drehen? Zentripetalkraft = Spannung in der Saite

Satellit umkreist die Erde? Zentripetalkraft = Schwerkraft

Geladenes Objekt, das sich um eine entgegengesetzte Ladung dreht? Zentripetalkraft = elektromagnetische Kraft.

In einem wichtigen Sinne ist die Zentripetalkraft überhaupt keine Kraft . Stellen Sie sich ein Objekt vor, das eine einfache kreisförmige Bewegung ausführt. Addiere alle Kräfte auf das Objekt. Die resultierende (Netto-)Kraft zeigt zum Zentrum hin, und wir nennen sie zentripetal. Die Zentripetalkraft ist die Summe der realen Kräfte , keine Wechselwirkung zwischen zwei Objekten, keine separate Kraft selbst.

Anupam hat sehr gut geantwortet, ich werde nur meinen bescheidenen Beitrag mit einem einfachen Beispiel hinzufügen: Der Trägheitsrahmen könnte die Erde sein und der Nicht-Trägheitsrahmen ein Auto, das sich im Kreis bewegt. In diesem Fall ist die Zentripetalkraft die Reaktion der Reifen auf den Boden aufgrund ihres Grips, aber das Interessanteste an diesem Fall ist, dass Objekte im Auto scheinbar nach außen gedrückt werden. In Wirklichkeit (also in einem Inertialsystem, das die Erde kurzzeitig betrachtet werden kann) tendieren sie einfach dazu, in einer geraden Linie weiterzulaufen: Diese Kraft, die Zentrifugalkraft, ist nur fiktiv und liegt daran, dass die Linien dass Festkörper dazu neigen, in Trägheitsrahmen mitzulaufen, sind möglicherweise keine Linien in einem Nicht-Trägheitsrahmen (Blickpunktproblem). Das Auto selbst erfährt die Fliehkraft, weil es doch nur ein weiteres, nicht starr gebundenes Ding ist (d. e. Aufhängungen) zu den Reifen, die die Zentripetalkraft übertragen. Deshalb können sie bei großen Geschwindigkeiten umkippen (höhere Zentrifugalkraft).

Zentripetalkräfte sind keine Kräfte, die von selbst entwickelt werden; eigentlich entsteht sie unter Einwirkung unterschiedlicher Kräfte ZUM BEISPIEL: Wenn sich ein Mensch auf einer Straße auf einer Kreisbahn bewegt. Zentripetalkraft wird durch REIBUNGSKRAFT bereitgestellt Ähnlich wird die Zentripetalkraft durch die Gravitationskraft bereitgestellt, wenn sich die Erde um die Sonne bewegt. Die Zentripetalkraft ist also selbst keine Kraft; es kann unter Einwirkung mehrerer Kräfte erzeugt werden.

Ich möchte nicht kopieren und einfügen. Es gibt eine nette Antwort im folgenden Link, wahrscheinlich nützlich https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2o33mu/if_centrifugal_and_centripetal_forces_arent_real/