Man sitzt im Karussell. Es dreht sich schneller. Plötzlich fühlt es sich an, als würde man nach außen gedrückt. Warum wird man beim Karussell nach außen gezogen?
Man wird beim Karussell scheinbar nach außen gezogen, weil sich der Körper geradlinig weiterbewegen möchte, während das Karussell ihn auf eine Kreisbahn zwingt.
Diese nach außen empfundene Kraft nennt man Zentrifugalkraft. Sie tritt nur für mitdrehende Personen auf.
Wikipedia: Kreisbewegung | Zentripetalkraft | Zentrifugalkraft | Trägheit
Begriffe: Kreisbewegung, Rotation, Drehachse, Zentripetalkraft, Zentrifugalkraft, Trägheit, Bahngeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit
Hintergrund
Schließen Sie die Augen. Sie spüren Ihr Körpergewicht. Die Erde zieht Sie nach unten. Gleichzeitig drücken Sie mit Ihrem Körper auf den Boden. Beides passiert immer zusammen.
Auch im Karussell spüren Sie einen Druck. Entweder drückt etwas auf Sie, oder Sie drücken selbst gegen etwas. Beides gehört zusammen.
Ein Karussell dreht sich. Das nennt man eine Rotation oder Drehbewegung. Alle Punkte bewegen sich dabei auf Kreisbahnen – außer genau in der Mitte. Dort liegt die Drehachse.
Je weiter man von der Drehachse entfernt ist, desto schneller bewegt man sich. Außen ist die Bewegung stärker als innen. Darum fühlt sich das Karussell außen heftiger an.
Der Körper möchte sich eigentlich geradlinig weiterbewegen. Das ist eine Folge der Trägheit. Das Karussell zwingt ihn aber auf eine Kreisbahn. Dazu braucht es eine Kraft nach innen.
Diese nach innen gerichtete Kraft heißt Zentripetalkraft. Beim Karussell kommt sie zum Beispiel von der Kette, vom Sitz oder vom Boden.
Wer sich mitdreht, spürt zusätzlich eine scheinbare Kraft nach außen. Das ist die Zentrifugalkraft. Sie ist keine eigene Ursache, sondern eine Folge der Drehbewegung.
Setzt man sich näher zur Mitte, ist die Bewegung langsamer. Darum wird einem dort weniger schwindlig.
Rechnungen
- Warum ist die Wirkung außen stärker als innen?
Lösung: Die Geschwindigkeit ist außen größer,
weil der Weg pro Runde länger ist. - Was passiert, wenn sich die Drehzahl verdoppelt?
Lösung: Die empfundene Zentrifugalkraft wird viermal so groß. - Warum hilft Festhalten?
Lösung: Die Haltekraft liefert die nötige Zentripetalkraft,
damit man auf der Kreisbahn bleibt.
Was muss ich mir merken?
- Der Körper will sich geradlinig bewegen.
- Für eine Kreisbewegung braucht es eine Kraft nach innen.
- Die Zentrifugalkraft spürt nur, wer sich mitdreht.
Immer noch interessiert?
- Warum fliegt Wasser in der Schleuder nach außen?
- Warum bleiben wir auf der Erde, obwohl sie sich dreht?
Wichtige Wörter: Rotation, Kreisbewegung, Drehachse, Trägheit, Zentripetalkraft, Zentrifugalkraft, Geschwindigkeit, Richtung, Kraft