Wie lässt sich die Zentrifugalkraft aus dem Bezugssystem der Erde erklären?

Angenommen, wir haben einen runden Tisch. Wir haben eine geradlinige Nut in den Tisch eingebracht, die sich von der Mitte zum Umfang erstreckt. Jetzt legen wir einen Klotz in einiger Entfernung von der Mitte in die Nut und beginnen, den Tisch zu drehen. Angenommen, es gibt keine Reibung zwischen den Wänden der Nut und dem Block.

Ergebnis: Der Block fährt endgültig aus der Nut heraus.

Betrachtet man das rotierende Bezugssystem des Tisches, lässt sich diese Bewegung leicht mit Hilfe der Zentrifugalkraft erklären, die radial nach außen auf den Block wirkt.

Aber wenn wir den Bezugsrahmen der Erde betrachten, konnte ich es nicht erklären. Es gibt keine radial nach außen gerichteten Kräfte auf den Block, nur die normale Reaktion von den Wänden der Nut (die in einer Richtung senkrecht zur Nut wirkt) und das Gewicht des Blocks (das nach unten wirkt).

Wie bewegt sich der Block schließlich aus der Nut?

Falsche Frage! Sollte lauten: Warum fährt der Tisch unter dem Block hervor...?
Ich hatte eine ähnliche Frage und habe immer noch keine Antwort erhalten: physical.stackexchange.com/q/332959

Antworten (2)

Wenn Sie in einem fahrenden Auto sitzen, das sich dreht, fühlen Sie sich zur Seite gequetscht. Sie fahren geradeaus und plötzlich ändert das Auto die Richtung. Also versucht es, dich mitzunehmen. Es sind nicht Sie, die gegen die Seite drücken, sondern das Auto, das sich in Sie hineinquetscht.

Diese Tendenz, sich immer geradeaus zu bewegen, verursacht das Gefühl des Zentrifugaleffekts. Wenn das Auto abbiegt, möchte Ihr Körper immer noch geradeaus weiterfahren. Auf dem Drehtisch will der Block gerade ausfahren, und das tut er, indem er entlang der Nut gleitet. Die seitlichen Normalkräfte bewirken, dass es die Richtung ändert, verhindern jedoch nicht die Bewegung entlang der Rille.

Was durch Pseudokraft in einem Nicht-Trägheitsrahmen erklärt wird, kann meistens durch Trägheit von einem Trägheitsrahmen erklärt werden. Sehen wir uns ein Beispiel an: 1. Lineare Bewegung – Angenommen, der Boden eines Busses, der sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in einer geraden Linie bewegt, ist reibungsfrei. Ein Passagier im Bus rollt einen Ball auf diesem Boden entlang der Richtung A B die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trainers ist. Es ist ersichtlich, dass der Ball der Linie folgt A B , unabhängig von der Geschwindigkeit des Busses, solange sie konstant bleibt. Es wird keine Abweichung von der ursprünglichen Bewegungsrichtung des Balls beobachtet, obwohl sich der Trainer während des Zeitintervalls, das der Ball benötigt, um eine bestimmte Distanz bewegt hat. Für einen am Boden fixierten Beobachter ist dies ein Beispiel für Bewegungsträgheit. Er wird sagen, dass der Ball nicht von der Linie abgelenkt wird A B da es seine Vorwärtsgeschwindigkeit behält, die aufgrund seiner Bewegungsträgheit gleich der Geschwindigkeit des Coch ist. Nehmen wir nun an, dass der Zug mit einer gleichmäßigen Beschleunigung fährt, F . Wenn der Passagier den Ball entlang der Kugel entlang der Richtung schiebt A B , der Ball bewegt sich nicht weiter A B , wird aber rückwärts abgelenkt und bewegt sich entlang einer gekrümmten parabolischen Linie, sagen wir A C . Dies geschieht aus der Perspektive des Passagiers, weil es eine Kraft gibt M . F ( M die Masse der Kugel ist), die in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung des Zuges wirkt, und das ist eine Pseudokraft. Aber von einem Beobachter vom Boden aus geschieht dies aufgrund der Tatsache, dass der Punkt B bewegt sich eine Strecke C B vor dem Ball während der Zeit, in der er von einer Seite des Trainers auf die andere kommt. Wenn der Ball losgelassen wird A Seine Vorwärtsgeschwindigkeit bleibt aufgrund der Trägheit der Bewegung unverändert, aber die Geschwindigkeit des Trainers nimmt mit der Zeit kontinuierlich zu, wodurch der Ball hinter die Linie fällt A B (Der Ball wird kontinuierlich mit der gleichen Geschwindigkeit bzgl. des Passagiers hinterherhinken). Und damit wird der Ball abgelenkt, was der Beobachter im Trainer als sich beschleunigenden Ball sieht F . Es ist also die Trägheit, die bezüglich eines Trägheitsrahmens die Rolle spielt. Kommen wir nun zur Kreisbewegung und geben wir ein Beispiel: 2. Angenommen, wir befinden uns in einem Zug, der sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt, und der Zug verlässt den geraden Abschnitt und fährt in den gekrümmten Abschnitt ein. Wenn die Fahrgäste sich der Tatsache nicht bewusst sind, dass der Zug auf einer Kreisbahn fährt, könnten sie ihre Bewegung mit einer horizontalen Kraft erklären. Nehmen wir an, ein Ball sei auf den Boden des Zuges gelegt worden, während er sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in einer geraden Linie bewegte. Der Ball würde auf dem Boden ruhen, bis der Zug beginnt, um die Kurve zu fahren. Er würde dann auf die Seite des Zuges rollen, die weiter von der Mitte der Kreisbahn entfernt ist. Ein Fahrgast im Zug könnte diese Bewegung der Aktion eines " s erstes Bewegungsgesetz, da auf die Kugel keine unausgeglichene Kraft wirkt. Was aufgrund der Zentrifugalkraft in einem rotierenden Rahmen passiert war, war also einfach darauf zurückzuführen s erstes Bewegungsgesetz, da auf die Kugel keine unausgeglichene Kraft wirkt. Was aufgrund der Zentrifugalkraft in einem rotierenden Rahmen passiert war, war also einfach darauf zurückzuführenTrägheit von einem stationären Bezugssystem. Jetzt können Sie Ihr eigenes Beispiel denken. Kurz gesagt, Trägheit ist Ihre Antwort.