Wofür Zentripetalkraft gedacht ist
Um einen Körper auf einer Kreisbahn zu halten, braucht es eine ständig nach innen gerichtete Kraft: die Zentripetalkraft. Sie folgt aus F = m · v² / r mit der Masse m, der Bahngeschwindigkeit v und dem Radius r. Der Rechner ist als echter Vier-Größen-Rechner aufgebaut: Genau eine der vier Größen darf leer bleiben, die anderen drei brauchen einen Wert. Das Programm löst dann automatisch F, m, v oder r nach der passenden Gleichung. Diese Kraft übernimmt bei Autos die Reifenhaftung, bei Waschmaschinen die Trommel und bei Monden die Gravitation. Reifenhaftung als Rechnung: In einer Kurve mit 100 m Radius und 50 km/h lässt sich die Zentripetalkraft aus F = m·v²/r direkt angeben; das ist genau die Kraft, die die Fahrbahn auf die Reifen ausüben muss.
Bedienung
- Tragen Sie drei der vier Größen in die Felder ein.
- Lassen Sie die gesuchte Größe bewusst leer.
- Klicken Sie auf Berechnen.
- Lesen Sie das Ergebnis mit Einheit ab.
- Prüfen Sie die Vorzeichen bei Richtungsänderungen.
Typische Anwendungen: Auto: Erforderliche Haftreibung in einer Kurve prüfen., Waschmaschine: Kraft auf die Wäsche an der Trommelwand., Sport: Kraft auf den Kreishammer kurz vor dem Ablassen..
Fragen und Antworten
Woher kommt die Zentripetalkraft?
Aus Reibung, Seilspannung oder Gravitation.
Welche Einheit hat F?
Newton, abgekürzt N.
Warum geht v im Quadrat ein?
Aus der Zentripetalbeschleunigung a = v²/r.
Was ist die Fliehkraft?
Der im Fahrzeughaupt wirkende Scheinwiderstand.
Einschränkungen
Gleichförmige Kreisbewegung mit konstanter Masse und Bahngeschwindigkeit; bei elliptischen Bahnen und variabler Last braucht man die vollständige Dynamik mit Tangentialkraft. Die Masse des Körpers bleibt dabei konstant. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit wären zusätzlich relativistische Effekte zu berücksichtigen, die hier ausbleiben.
Was das Werkzeug kann
Vier Größen F, m, v, r gegeneinander, Kraft in Newton, Masse in kg, v in m/s, r in Meter, Genau ein Feld bleibt leer und wird berechnet, Alle vier Umformungen automatisch, Sofortige Ausgabe ohne Neuladen, Hinweis zur Richtung der Kraft, Für Fahrphysik und Technik
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