Alle nennen die Zentrifugalkraft eine Pseudokraft und behaupten, dass sie nicht wirklich vorhanden ist, obwohl so viele Maschinen aufgeführt sind, die sie nutzen (z. B. Zentrifuge, Waschmaschine, Trockner). Sie hat auch die gleiche Größe wie die Zentripetalkraft, so dass sie sich gegenseitig aufheben, aber ich kann sie definitiv jedes Mal spüren, wenn ich in einem Auto scharf abbiege.
Können Sie also erklären, ob die Zentrifugalkraft echt ist?
Angenommen, Sie stehen mit Ihrem Auto an einer roten Ampel. Sie wenden Newtons zweites Gesetz auf die Straßenlaterne an.
Es klappt!!
Jetzt springt die Ampel auf Grün und Sie beginnen zu beschleunigen. Angenommen, Ihre Beschleunigung ist . Ihrer Meinung nach sind Sie in Ruhe. Siehst du, wie sich deine Nase bewegt? Scheinbar nicht. Es bedeutet, dass Ihr Körper in Bezug auf Sie in Ruhe ist. Straßenlaternen haben also Beschleunigung was dich angeht. Wenden wir das zweite Newtonsche Gesetz an.
Offensichtlich wirkt keine Kraft darauf. Und das Licht, sagen wir, hat Masse =
NEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEH
Dein Verstand ist einfach umgehauen, oder? Sie sehen, dass Sie das zweite Newtonsche Gesetz nicht in einem sich beschleunigenden Rahmen anwenden können. Mal sehen, wie wir das beheben können.
WENN wir hinzufügen an Wir werden die richtige Antwort bekommen.
Daher definieren wir Pseudokraft als Korrekturterm, der es uns ermöglicht, Newtons zweites Gesetz in Beschleunigungsrahmen anzuwenden. Es hat keine wirkliche Existenz, es ist nur eine mathematische Kraft.
In ähnlicher Weise ist eine Zentripetalkraft erforderlich, um Sie dazu zu bringen, sich im Kreis zu bewegen. Wenn Sie dort sitzen, müssen Sie eine Kraft nach außen aufbringen, die wir Zentrifugalkraft nennen, um die Newtonschen Gesetze anzuwenden.
Die Zentripetalkraft ist eine Kraft, die eine Beschleunigung in Richtung Zentrum liefert, z. B. Spannung, während das Objekt mit einer Schnur herumbewegt wird. Also, wenn Sie sich bewerben vom rotierenden Objekt müssen Sie die Zentrifugalkraft hinzufügen, da das Objekt in Bezug auf sich selbst in Ruhe ist.
Sie können erklären, was Sie beim Drehen aufgrund Ihrer Trägheit erleben, die sich Ihrer Bewegungsänderung widersetzt.
Die Kraft, die Sie spüren, wenn Sie in Ihrem Auto um eine Ecke biegen, ist die Reibungskraft des Autositzes auf Ihrem Hintern und vielleicht die Druckkraft der Tür auf Ihrer Schulter. Dies sind sehr reale Kräfte, die auftreten, wenn Ihr Auto versucht, sich zu drehen, während Ihr Körper versucht, sich in einer geraden Linie weiterzubewegen.
Aber aus Ihrer Sicht im Auto mit den schwarz (!) lackierten Scheiben nehmen Sie wahr, dass Sie ohne ersichtlichen Grund gegen die Tür gestoßen werden. Sie haben das Gefühl, dass eine Kraft auf Sie einwirkt , und die Reibung an Ihrer Hose und die Kompression Ihrer Schulter sind ein Ergebnis dieser Kraft, wenn Sie versuchen, in Richtung dieser wahrgenommenen Kraft zu beschleunigen.
Da Ihre Autofenster schwarz lackiert sind, ist der einzige Referenzrahmen, den Sie kennen, der am Auto angebrachte, also formulieren Sie (schnell, weil Sie kurz vor einem Unfall stehen) die Mechanik neu, um Ihre Beobachtungen zu berücksichtigen. Sie sehen, wie Sie in Richtung der Tür beschleunigt werden, also haben Sie keine andere Wahl, als dieser Beschleunigung eine Kraft zuzuordnen. Du nennst es "zentrifugal" und schreibst alles auf ... schnell.
Eine Pseudokraft, wie die Zentrifugalkraft, die Coriolis-Kraft oder die Schwerkraft, ist ein Korrekturbegriff, den wir verwenden, um physikalische Standardmodelle auf beschleunigende Bezugsrahmen anwenden zu können, wenn die Alternativen (Drehbewegung, Drehung im 3-Raum oder Relativitätstheorie ) sind konzeptionell oder rechnerisch schwieriger zu handhaben.
Stellen Sie sich folgende Problemstellung vor:
Ein Stapel Betonabflussrohre wird auf einen Tieflader geladen. Der Lkw fährt eine scharfe Steilkurve, bei der sich die Gurte lösen, die die Rohre halten. Berechnen Sie die Bewegung der Rohre.
Nun könnte man dieses Problem mithilfe von Relativitätstheorie und Rotationsbewegung im dreidimensionalen Raum lösen, oder man könnte stattdessen Pseudokräfte einsetzen, um das Problem erheblich zu vereinfachen, sodass wir es nur mit 2D-Kinematik behandeln können. Was klingt für Sie einfacher?
In einem rotierenden System wie einem Ball, der an einem Stück Schnur geschwungen wird, übt Ihre Hand eine nach innen gerichtete radiale Zentripetalkraft auf den Ball aus. Dies ist die Kraft, die den Ball zum Drehen bringt. Die Kugel wiederum übt eine nach außen gerichtete radiale Kraft auf Ihre Hand aus. Beide Kräfte sind real. Die Kugel "übt" eine Zentrifugalkraft aus, sie unterliegt keiner solchen Kraft. Lassen Sie die Schnur los und die Kugel fliegt aufgrund ihres Impulses tangential ab, sie fliegt nicht aufgrund einer Zentrifugalkraft radial nach außen. Jedes anständige Buch über Physik wird dies bestätigen. Weitere Informationen finden Sie unter www.jottit.com/6fyk
Die Zentrifugalkraft wird in keinem Standardbegriff als echte Kraft betrachtet, aber sie kann verwendet werden, um resultierende Kräfte oder Reaktionen in einer Situation auf einfachere Weise zu messen. Wie @AJMansfield sagte, könnten Sie es als „Korrekturkraft“ verwenden, genau wie Sie die Schwerkraft verwenden!
Theoretisch, nein, es ist nicht real.
Je nach Situation kann es gefühlt und erlebt werden, aber in einer anderen Situation kann es sein, dass es überhaupt nicht gesehen wird. Für jemanden in einem Karussell ist es real, für einen Beobachter nicht.
Wenn Sie die Zentrifugalkraft in einer Forschungsarbeit oder irgendetwas, das gelesen und kritisiert werden kann, angeben möchten, empfehle ich, zuerst anzugeben, was die Kraft erfährt, oder es kann zu Missverständnissen kommen, die Sie abwerten.
Patrick M
QMechaniker