Am Karussell beginnt die Reise am Boden. Die Drehung beginnt und Sie heben langsam – immerwährend kurvenfliegend – ab. Wo soll das hinführen?

Das Karussell dreht sich im Kreis. Bei jeder Kreisbewegung spürt ein mitreisender Beobachter eine Kraft, die ihn nach außen drückt. Diese Kraft heißt Zentrifugalkraft und kommt daher, dass Sie sich geradlinig weiterbewegen wollen. Sie haben durch die Trägheit der Masse weder Lust noch selbst das Vermögen, sich im Kreis zu bewegen, werden aber durch den Karussellbetreiber bzw. der Zentripetalkraft der Karussellkette dazu gezwungen.

Wikipedia: Zentrifugalkraft, Zentripetalkraft, Kreisbewegung, Karussell, Trägheit

Schließen sie die Augen. Sie spüren Ihr Körpergewicht. Die Erde zieht sie an. Sie spüren das so, als ob Sie die Erde anziehen. Beides passiert gleichzeitig.

Wenn Sie auch spüren, wie Sie etwas am Rücken drückt, könnte das zwei Gründe haben: etwas drückt gegen Ihren Rücken, oder Sie drücken damit gegen etwas. Beides passiert gleichzeitig. Es könnte sein, dass sie wer schiebt, oder, dass Sie sich drehen.

Was sind die Besonderheiten der Rotation (Drehbewegung)?

Bei einer Drehbewegung wird der Körper um eine Rotationsachse gedreht. Alle Punkte, die auf genau dieser Achse liegen, bleiben an der Stelle stehen, und alle anderen Punkte bewegen sich mit einer Geschwindigkeit, die zur Entfernung von der Achse ist, auf einer Kreisbahn. Wir unterscheiden zwei Geschwindigkeiten: die Bahngeschwindigkeit – sie nimmt zu, je weiter außen man misst, und die Winkelgeschwindigkeit, sie ist überall gleich: um wie viel Grad dreht sich der Körper pro Sekunde.

Ursache für eine Rotation ist dabei die Wirkung eines Drehmoments, das ist ein Kraft, die abseits der Achse angreift.

Eine Kreisbewegung ist deswegen speziell: alles was sich auf der Drehachse abspielt, ist nicht von Bedeutung, je weiter außen etwas passiert, desto heftiger. Eine Kraft hat bei der Kreisbewegung umso mehr Wirkung, je weiter außen sie angreift. Eine Masse trägt weiter außen mehr zur Rotationsenergie bei, als innen.

Alles was sich dreht, ist stabil. Es gibt den Drehimpuls bei der Kreisbewegung: er hat eine Richtung – die Drehachse. Sie bleibt stabil. Und er hat eine Größe – ein Produkt aus Entfernung der Masse und Winkelgeschwindigkeit. Sie kennen das: die Eiskunstläuferin verringert den Abstand der Arme – ihre Geschwindigkeit nimmt zu. Unter allen Umständen bleibt ihre Drehachse stabil, sie kann gar nicht umfallen.

Was ist die Zentripetalkraft?

Die Zentripetalkraft bewirkt die Kreisbewegung. Sie hält den Körper auf seiner Kreisbahn und ist nach innen zur Drehachse gerichtet. Die Zentripetalkraft ist jene Kraft, an der Sie die Schnur ziehen müssen, wenn Sie daran einen Stein rotieren lassen.

Was ist Zentrifugalkraft?

Bekannter als die Zentripetalkraft ist die Zentrifugalkraft, die auch als Fliehkraft bezeichnet wird. Die Zentrifugalkraft ist eine Trägheitskraft bzw. Scheinkraft. Sie wird nicht wirklich “aufgewendet”, sondern sie spürt nur der bewegte (rotierende) Beobachter, als scheinbare Kraft nach außen. Aufgrund der Trägheit der Masse möchte jede Masse weiterfliegen geradlinig – sie wird aber durch die Zentripetalkraft auf eine Kreisbewegung gezwungen – sie spürt als Reaktion darauf: Zentrifugalkraft.

Wie ist das auf das Karussell anzuwenden?

Wem schwindlig wird, setzt sich nahe zur Drehachse, dort ist die Zentrifugalkraft geringer.

Wie kann man in einem Raumschiff durch Rotation das Gefühl von Schwerkraft herstellen?

Durch Drehung wird man nach außen an die Raumschiffwand gedrückt. Wenn man dort steht, drückt man auf seine Füße, bzw. werden die Füße gedrückt. Genau das macht aber eigentlich auch die Schwerkraft.