Fliehkraft

Wenn ein Körper rotiert, treten Kräfte "nach außen" auf. Das kennt jeder vom Karussel: Je schneller das Karussel sich dreht, umso mehr wird man nach außen gedrückt. Was so aber nicht ganz stimmt: Eigentlich spürt man diejenige Kraft, die einen in die Kreisbahn drückt. In einem rotierenden Wasserbehälter nimmt die Wasseroberfläche nebenstehende Form an: "sie wird nach außen gedrückt". Physikalisch steckt dahinter die "Zentripetalkraft". Aufgrund der Massenträgheit (Jede Masse bewegt sich gleichförmig geradlinig, wenn keine Kraft auf sie wirkt.) muss, damit ein Körper eine Kreisbahn beschreiben kann, eine Kraft in Richtung des Kreismittelpunkts auf ihn wirken. (Das kennt jeder, der einmal einen Stein an einer Schnur herumgeschleudert hat: man muss nach innen ziehen. Wenn man dies unterlässt, fliegt der Stein geradlinig weg.) Diese Zentralkraft (=Zentripetalkraft) berechnet sich nach nebenstehender Formel. Da der Radius r im Nenner steht, ist die nötige Kraft umso größer, je kleiner der Radius ist. Interessant ist auch, daß die Geschwindigkeit v im Quadrat vorkommt: Bei doppelter Geschwindigkeit ist die vierfache Zentralkraft nötig. Deshalb ist es sinnvoll, vor Kurven zu bremsen. Bei Kurvenfahrten mit einem Zweirad, wird die Zentralkraft erzeugt, indem man "sich in die Kurve legt". Die Zentralkraft muss jedoch auch über die Haftreibung zwischen Reifen und Straße übertragen werden. Ist die nötige Zentralkraft größer als die maximale Reibungskraft, "fliegt man aus der Kurve". Da aber jede Kraft eine Gegenkraft zur Folge hat, tritt auch die "Zentrifugalkraft" auf, sie heißt auch "Fliehkraft": Ein Körper, der auf eine Kreisbahn gezwungen wird, zieht nach außen. Fliehkräfte können nur auftreten, wenn ein Körper eine Kreisbahn beschreibt. Damit ein Körper aber eine Kreisbahn beschreibt, ist die Zentripetalkraft nötig. Eine Anwendung im Haushalt ist z.B. die Wäscheschleuder. Die Drehzahl (und damit v) wird soweit erhöht, daß die nötige Zentripetalkraft auf die Wasserteilchen größer wird als die Reibungs- und Kapillarkräfte zwischen Wasser und Gewebe. Die Reibungs- und Kapillarkräfte können das Wasser nicht mehr auf der Kreisbahn halten. Man sagt dann, daß die Zentrifugalkraft das Wasser aus dem Gewebe schleudere. Richtig ist jedoch, daß die Zentripetalkraft wegfällt und das Wasser aufgrund seiner Massenträgheit geradlinig weiterfliegt und damit die Kreisbahn verläßt.