Angenommen, eine Münze wird auf eine kreisförmige Scheibe gelegt und nun wird eine Scheibe mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht.
Wenn es keine Reibung zwischen den Oberflächen einer Scheibe und einer Münze gibt, bewegt sich die Münze theoretisch von der Mitte der Scheibe weg. Aber ich bin hier verwirrt, dass die zentripetalen und zentrifugalen Kräfte gleich groß sind, also warum kommt letzteres effektiv zum Tragen?
Die Münze bewegt sich nicht.
Um zwischen zentrifugal und zentripetal zu unterscheiden, beginne ich damit, zuerst die Definitionen anzugeben.
Die Zentrifugalkraft ist die scheinbare Kraft, die einen rotierenden Körper vom Rotationszentrum wegzieht. Es wird durch die Trägheit des Körpers verursacht, da der Weg des Körpers ständig umgeleitet wird.
Die Zentripetalkraft ist eine Kraft, die einen Körper dazu bringt, einer gekrümmten Bahn zu folgen: Ihre Richtung ist immer orthogonal zur Geschwindigkeit des Körpers, zum festen Punkt des momentanen Krümmungszentrums der Bahn. Zentripetalkraft ist im Allgemeinen die Ursache für Kreisbewegungen.
Das bedeutet, dass die Zentrifugalkraft eine fiktive Kraft (oder Pseudokraft ) ist. Es ist nicht wirklich da. Jeder Körper, der sich geradeaus bewegt, versucht, sich einer Richtungsänderung zu widersetzen ( Trägheit ). Wenn sich ein Körper im Kreis bewegt, versucht er, an jedem Punkt des Umfangs geradeaus zu gehen . Es ist die Zentripetalkraft, die den Körper dazu bringt, sich weiter zu drehen, indem sie ihn auf die kreisförmige Flugbahn zurückzieht. Die Zentripetalkraft ist also im Grunde die Ursache der Kreisbewegung. Wenn Sie etwas über Ihrem Kopf drehen und loslassen, geht es deshalb geradeaus, als Tangente zum Kreis.
Um auf die Frage zurückzukommen, wirkt die Reibung selbst in diesem Fall als Zentripetalkraft. Ohne Reibung gibt es keine Zentripetalkraft und somit auch keine Zentrifugalkraft. Daher bewegt sich die Münze nicht.
Da hier die Münze in der Mitte platziert wird, gleichen sich die Zentrifugalkräfte aus. Jeder Massenpunkt in der Münze hat seinen konjugierten Punkt am Durchmesser, der durch sie hindurchgeht, und im gleichen Abstand vom Mittelpunkt auf der anderen Seite.
Daher befindet sich die Münze im Gleichgewicht und fliegt nicht weg.
John Rennie
Benutzer43704
John Rennie