Kreisbewegung
Klasse 10 · Physik · 2:28 Min.
Das Wichtigste
- Die Umlaufdauer T ist die Zeit für eine Runde.
- Die Frequenz ist eins durch T.
- Die Bahngeschwindigkeit ist zwei Pi r durch T.
- Die Zentripetalkraft zeigt immer zum Kreismittelpunkt.
- Ihr Betrag ist m mal v Quadrat durch r.
Alles zum Nachlesen
Was hält einen Körper auf einer Kreisbahn, statt dass er geradeaus davonfliegt?
In diesem Video lernst du Umlaufdauer, Bahngeschwindigkeit und Zentripetalkraft kennen.
Ein Körper läuft gleichmäßig auf einem Kreis mit dem Radius r.
Die Zeit für eine volle Runde heißt Umlaufdauer T.
Die Frequenz f sagt, wie viele Runden pro Sekunde es sind: f ist eins durch T.
In einer Runde legt der Körper den Umfang zwei Pi r zurück. Also ist v gleich zwei Pi r durch T.
Die Geschwindigkeit zeigt immer tangential, also entlang der Bahn.
Der Betrag bleibt gleich, aber die Richtung der Geschwindigkeit ändert sich ständig.
Dafür braucht es eine Kraft, die immer zum Kreismittelpunkt zeigt: die Zentripetalkraft.
Ihr Betrag ist F gleich m mal v Quadrat durch r.
Je schneller der Körper und je enger der Kreis, desto größer muss die Kraft sein.
Sie kommt zum Beispiel von einem Seil, von der Reibung der Reifen oder von der Gravitation.
Fehlt die Kraft, fliegt der Körper tangential geradeaus weiter.
Ein Beispiel: Ein Ball mit zweihundert Gramm kreist an einer Schnur mit null Komma fünf Metern Radius. Eine Runde dauert eine halbe Sekunde.
Zuerst die Geschwindigkeit: v gleich zwei Pi r durch T.
Eingesetzt: zwei Pi mal null Komma fünf Meter durch null Komma fünf Sekunden.
Das sind rund sechs Komma zwei acht Meter pro Sekunde.
Jetzt die Kraft: F gleich m mal v Quadrat durch r.
Eingesetzt ergibt das rund fünfzehn Komma acht Newton.
Fassen wir zusammen.
Die Bahngeschwindigkeit ist zwei Pi r durch T, mit der Umlaufdauer T.
Die Zentripetalkraft zeigt immer zum Kreismittelpunkt.
Ihr Betrag ist m mal v Quadrat durch r.
Super! Jetzt bist du dran.
