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Zentripetalkraft --- dringendes Problem
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Zara.like
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Anmeldungsdatum: 17.05.2006
Beiträge: 3
Wohnort: Bei nürnberg

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 18:17:37    Titel: Zentripetalkraft --- dringendes Problem

Hallo ihr Lieben,
ich weis ihr seid fleissige Helfer, deshalb waere ich euch sehr dankbar so schnell wie moeglich Beitraege zu meiner Frage zu schreiben. Bei der Aufgabenstellung denke ich aber leider nur "Bahnhof" und komme mit den mir bekannten Formeln nicht weiter:

Ein Mensch (m=75 kg) befindet sich am �quator.
1. Wie gross ist die Zentripetalkraft Fz , die noetig ist, damit er die Rotation der Erde mitmacht?
2. Wer bringt Fz auf?
3. Wird Fz zu den Polen hin groesser oder kleiner? Warum?
4. Wie gross ist Fz bei uns( 49° Breite, Erde sei Kugel)

Vielen Dank schon mal im Voraus!!!
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 21:24:25    Titel:

Welcher Ansatz wäre dir denn lieber? Der mit der Winkelgeschwindigkeit oder der mit der Tangentialgeschwindigkeit?

Jeder, der auf der Erde steht, macht die Erdrotation mit und beschreibt dabei eine Kreisbahn, deren Ebene parallel zur Äquatorebene verläuft (die senkrecht zur Erdachse liegt).

Der Radius dieser Kreisbahn variiert je nach geographischer Breite (dir ist bestimmt schon aufgefallen, dass die Breitenkreise, vom Äquator nach Norden oder Süden gehend immer kürzer werden).
Sei der mittlere Erdradius R, dann ist der Radius r des Kreises, den ein Beobachter an einem Ort der geographischen Breite beta pro Tag beschreibt: r= R*cos(beta).
Umfang? Kennste! U=2*r*Pi.
Geschwindigkeit? Kein Problem: v=U/T
Ach ja: was ist T? Dei Dauer des siderischen Tages (86164 Sekunden, das sind 23h56min usw.).
So, nun hast du v.
Die Zetripetalkraft, die jemanden, der die Masse m hat, auf einer Kreisbahn hält, beträgt: Fz=m*v²/r.

Wo kommt die Kraft her? Ich schätze mal, das ist die Schwerkraft.
Na ja, nicht ganz die Schwerkraft, sondern nur derjenige Anteil, der senkrecht zur Erdachse wirkt.
Schwerkraft? Kennst du auch: Fg=m*g.
Davon wirkt senkrecht zur Erdachse: Fg_z=m*g*cos(beta).

Sofern Fg_z >= Fz, sollte eigentlich kein Problem entstehen.

(nur mal so 'n paar Gedanken.)
Zara.like
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Anmeldungsdatum: 17.05.2006
Beiträge: 3
Wohnort: Bei nürnberg

BeitragVerfasst am: 18 Mai 2006 - 13:59:26    Titel:

Hm okay..also so weit weiß ich was du mir sagen willst,
aber weißt du vll auch was passiert wenn ein Körper genau auf dem Süd-oder Nordpol steht?
Und was ist wenn ein Körper die Rotation der Erde nicht mitmacht? oder eght das gar nicht?
Welche Kräfte wirken entgegengesetzt der Zentripetal-und gewichtskraft die zum Erdemittelpunkt hin wirken, bzw uns auf die Erde drücken?
Vielen Dank ....
breeze
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Anmeldungsdatum: 20.01.2006
Beiträge: 510

BeitragVerfasst am: 18 Mai 2006 - 14:17:56    Titel:

rechne doch die Kraft einfach mal aus. Dann wirst Du sehen, daß die Zentripetalkraft recht klein ist. Und daher spielt es auch in der Praxis keine Rolle, ob man am Äquator steht oder am Pol. Am physikalischen Nordpol erfährt aber der Mensch tatsächlich keine Zentripetalkraft denn er erfährt ja auch keine Bahngeschwindigkeit sondern lediglich eine Eigenrotation.

Grüße,
breeze
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 18 Mai 2006 - 14:21:09    Titel:

und das Praktische dabei ist, dass beide Kräfte proportional zu cos(beta) sind. Was auf dem Äquator passt, das passt folglich auch an den Polen.
Zara.like
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Anmeldungsdatum: 17.05.2006
Beiträge: 3
Wohnort: Bei nürnberg

BeitragVerfasst am: 18 Mai 2006 - 21:19:24    Titel:

super, danke, ich freue mich schon auf mein *gelungenes* referat Smile

ihr seid klasse...!
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