9 Suchergebnisse

Bewegungen von Körpern unterscheiden sich nicht nur nach den Bahnformen, sondern auch danach, wie sie sich längs einer Bahn bewegen. Unterscheiden kann man zwischen

• unbeschleunigten Bewegungen und
• beschleunigten Bewegungen.

Bei den beschleunigten Bewegungen kann man unterscheiden zwischen

• gleichmäßig beschleunigten Bewegungen (a = konstant) und
• ungleichmäßig beschleunigten Bewegungen $(a\ne \text{ konstant)}$.
  

Die Beschleunigung gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit eines Körpers ändert.

Sie ist eine gerichtete (vektorielle) physikalische Größe, also durch Betrag und Richtung bestimmt.
Eine beschleunigte Bewegung liegt vor, wenn sich bei einer Bewegung

• der Betrag der Geschwindigkeit oder
• die Richtung der Geschwindigkeit oder
• Betrag und Richtung der Geschwindigkeit
  ändern.

Die Radialbeschleunigung gibt an, wie schnell sich bei einer Kreisbewegung die Richtung der Geschwindigkeit ändert.
Formelzeichen: $a_r$
Einheit: ein Meter je Quadratsekunde $(1\frac{\text{m}}{{\text{s}}^{\text{2}}})$

Die Radialbeschleunigung kann mit den folgenden Gleichungen berechnet werden:

$a_r=\frac{v^2}{r}{a}_r=\frac{4{\pi }^2\cdot r}{T^2}{a}_r=4{\pi }^2\cdot r\cdot n^2$

Die Radialbeschleunigung ist eine gerichtete (vektorielle) Größe, die immer zum Zentrum der Kreisbewegung gerichtet ist. Sie ist deutlich zu unterscheiden von einer Beschleunigung längs der Bahn des Körpers (Bahnbeschleunigung oder Beschleunigung).

Die Radialkraft gibt an, mit welcher Kraft ein Körper auf einer Kreisbahn gehalten wird.

Die Radialkraft, auch Zentralkraft oder Zentripetalkraft genannt, kann mit folgenden Gleichungen berechnet werden:

$F_r=m\cdot \frac{v^2}{r}{F}_r=m\cdot \frac{4{\pi }^2\cdot r}{T^2}{F}_r=m\cdot 4{\pi }^2\cdot r\cdot n^2$

Sie ist, wie jede andere Kraft, eine gerichtete (vektorielle) Größe und immer in Richtung Zentrum der Kreisbewegung gerichtet.

Die Beschleunigung gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit eines Körpers ändert.

Sie ist eine vektorielle Größe, also ebenso wie Weg und Geschwindigkeit durch Betrag und Richtung bestimmt. Demzufolge liegt eine beschleunigte Bewegung vor, wenn sich bei einer Bewegung

• der Betrag der Geschwindigkeit oder
• die Richtung der Geschwindigkeit oder
• Betrag und Richtung der Geschwindigkeit
  ändern.

Spezielle Arten der Beschleunigung sind die bei der Kreisbewegung auftretende Radialbeschleunigung und die beim freien Fall wirkende Fallbeschleunigung.

Bewegungen von Körpern unterscheiden sich nicht nur danach, wie sie sich längs einer Bahn bewegen, sondern auch nach der Form ihrer Bahn. Nach der Art der Bewegung (Bewegungsart) wird differenziert zwischen

• unbeschleunigten Bewegungen $(\overrightarrow{a}=\overrightarrow{0})$ und
• beschleunigten Bewegungen $(\overrightarrow{a}\ne \overrightarrow{0})$.

Bei den beschleunigten Bewegungen wiederum kann man unterscheiden zwischen gleichmäßig beschleunigten Bewegungen $(\overrightarrow{a}=\text{konstant})$ und ungleichmäßig beschleunigten Bewegungen. Nach der Form der Bahn (Bahnform) wird unterschieden zwischen

• geradlinige Bewegungen und
• krummlinige Bewegungen.

Eine spezielle krummlinige Bewegung ist die Kreisbewegung. Sie ist zu unterscheiden von der Drehbewegung eines Körpers um eine Achse.

Eine gleichförmige Kreisbewegung liegt vor, wenn sich ein Körper immer mit dem gleichen Betrag der Geschwindigkeit auf einer kreisförmigen Bahn bewegt.
Die gleichförmige Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, da sich ständig die Richtung der Geschwindigkeit ändert.

Alle Körper ziehen sich aufgrund ihrer Massen gegenseitig an. So zieht z. B. die Erde den Mond an. Umgekehrt zieht auch der Mond die Erde an.
Die gegenseitige Anziehung von Körpern aufgrund ihrer Massen wird Massenanziehung oder Gravitation (gravis, lat.: schwer) genannt. Die dabei wirkenden Kräfte werden als Schwerkräfte oder als Gravitationskräfte bezeichnet.
Die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern kann mit dem Gravitationsgesetz berechnet werden. Sie ist umso größer,

• je größer die Massen der Körper sind und
• je kleiner der Abstand ihrer Massenmittelpunkte voneinander ist.

Welche Kräfte bei einer Kreisbewegung wirken, hängt davon ab, welches Bezugssystem man zugrunde legt. Von einem Inertialsystem (unbeschleunigtes, ruhendes Bezugssystem) aus beschrieben gilt:

Damit sich ein Körper auf einer Kreisbahn bewegt, muss auf ihn eine Kraft in Richtung Zentrum der Kreisbewegung wirken. Diese Kraft wird als Radialkraft bezeichnet. Sie bewirkt die Radialbeschleunigung und hat den Betrag:

$F_r=m\cdot \frac{v^2}{r}=m\cdot {\omega }^2\cdot r=m\cdot \frac{4{\pi }^2\cdot r}{T^2}=m\cdot 4{\pi }^2\cdot r\cdot n^2$

Zu dieser Radialkraft existiert nach dem Wechselwirkungsgesetz eine gleich große, entgegengesetzt gerichtete Gegenkraft, die keine besondere Bezeichnung trägt.
Von einem mitrotierenden (beschleunigten) Bezugssystem aus stellt sich der Sachverhalt anders dar: Auf einen Körper wirkt eine radial nach außen gerichtete Trägheitskraft, die als Zentrifugalkraft bezeichnet wird.