AW: Steilspirale und Fliehkraft
Hallo Steffen!
Damit wir das mal klären, müssen wir uns über die Koordinaten einig werden. Nehmen wir Zylinderkoordinaten:
r: Radius
z: Höhe (vertikal gemessen)
phi: Winkel in der Horizontalebene
In der stationären Spirale bewegt sich alles mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit omega um die z-Achse und mit kontanter Geschwindigkeit in z-Richtung.
Schirm und Pilot erfahren aufgrund der Abwärtsbewegung einen Widerstand in z-Richtung. Gleichzeitig erfahren sie einen Widerstand aufgrund der Rotationsbewegung in tangentialer Richtung. Dieser Rotationswiderstand ist am Piloten wegen dem großen Abstand zur Rotationsachse vergleichsweise hoch, weshalb er in seiner Rotationsbewegung etwas dem Schirm hinterherhinkt. Die Hochachse des Schirms (Verbindungslinie Pilot-Schirmmitte) schneidet also die z-Achse nicht.
Habe ich Deinen Einwand so richtig wieder gegeben?
Damit hast Du sicherlich recht. Bloß: Auch mit dieser Geometrie sind die Leinen in Richtung der Hochachse gespannt. Das bedeutet, dass die resultierende Kraft auf den Piloten in Richtung der Hochachse wirkt (was ja auch der Erfahrung entspricht). Es wirkt nach wie vor die Gewichtskraft (bzw. die um die vertikale Komponente des Pilotenwiderstandes verminderte Gewichtskraft) auf den Piloten und ich kann wieder ein Kräfteparalellogramm einzeichnen und über den Winkel zwischen Hochachse und Vertikale die Kraft auf den Piloten ausrechnen. Die z-Achse liegt nun nicht mehr in der Zeichenebene, aber das Verfahren bleibt das Gleiche.
Michael
Hallo Steffen!
Damit wir das mal klären, müssen wir uns über die Koordinaten einig werden. Nehmen wir Zylinderkoordinaten:
r: Radius
z: Höhe (vertikal gemessen)
phi: Winkel in der Horizontalebene
In der stationären Spirale bewegt sich alles mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit omega um die z-Achse und mit kontanter Geschwindigkeit in z-Richtung.
Schirm und Pilot erfahren aufgrund der Abwärtsbewegung einen Widerstand in z-Richtung. Gleichzeitig erfahren sie einen Widerstand aufgrund der Rotationsbewegung in tangentialer Richtung. Dieser Rotationswiderstand ist am Piloten wegen dem großen Abstand zur Rotationsachse vergleichsweise hoch, weshalb er in seiner Rotationsbewegung etwas dem Schirm hinterherhinkt. Die Hochachse des Schirms (Verbindungslinie Pilot-Schirmmitte) schneidet also die z-Achse nicht.
Habe ich Deinen Einwand so richtig wieder gegeben?
Damit hast Du sicherlich recht. Bloß: Auch mit dieser Geometrie sind die Leinen in Richtung der Hochachse gespannt. Das bedeutet, dass die resultierende Kraft auf den Piloten in Richtung der Hochachse wirkt (was ja auch der Erfahrung entspricht). Es wirkt nach wie vor die Gewichtskraft (bzw. die um die vertikale Komponente des Pilotenwiderstandes verminderte Gewichtskraft) auf den Piloten und ich kann wieder ein Kräfteparalellogramm einzeichnen und über den Winkel zwischen Hochachse und Vertikale die Kraft auf den Piloten ausrechnen. Die z-Achse liegt nun nicht mehr in der Zeichenebene, aber das Verfahren bleibt das Gleiche.
Michael
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