Kreisbewegung

Wenn ein Rad- oder Motorradfahrer eine Kurve fahren will, muss dafür eine Kraft aufgebracht werden. Dies wird neben der Lenkbewegung damit erreicht, dass er sich in die Richtung neigt, in der er die Kurve fahren will. Dadurch ergibt sich eine Kraft in Kurvenrichtung.

Jeder Körper bewegt sich ohne Krafteinwirkung geradlinig. Das Fahren in einer Kurve bedeutet eine Änderung der Richtung der Geschwindigkeit, also eine Beschleunigung. Darum wird für eine Kurvenbahn immer eine Kraft benötigt. Sie zeigt zum Kreismittelpunkt und heißt Zentripetalkraft.

• Die Kraft, die für eine Drehbewegung aufgebracht werden muss, ist umso größer, je größer die bewegte Masse ist.
• Die Kraft, die für eine Drehung aufgewendet werden muss, hängt von der Geschwindigkeit ab. Bei doppelter Geschwindigkeit muss sie viermal so groß sein.
• Je enger eine Kurve ist, d. h. je kleiner der Kreisradius ist, desto größer muss die Kraft sein.

Der Zusammenhang lautet als Formel ausgedrückt: $F_z=\frac{m•v^2}{r}$

F_Z … Zentripetalkraft

m … Masse

v … Geschwindigkeit auf der Kreisbahn

r … Radius der Kreisbahn

In die Kurve legen

Durch die Neigung ergibt sich als Teil des Gewichts eine Kraft in Richtung zum Kreismittelpunkt. Wenn die Geschwindigkeit auf das Doppelte erhöht wird, muss die Zentripetalkraft auf das Vierfache erhöht werden – der Fahrer muss sich weit mehr in die Kurve legen.

Fährt der Motorradfahrer eine Kurve, so spürt er eine Kraft, die ihn nach außen drückt. Um diese Kraft auszugleichen, lehnt er sich nach innen. Die Kraft, die ein im Kreis bewegter Körper spürt, nennt man Zentrifugalkraft.

Die Zentrifugalkraft auf eine bewegte Masse m ist gleich groß wie die Zentripetalkraft, die die Masse auf die Kreisbahn zwingt. Es gilt auch dasselbe Kraftgesetz:

$F_Z= \frac{m•v^2}{r}$

Bei einem Karussell treibt die Zentrifugalkraft die mitfahrenden sich drehenden Personen nach außen. Je schneller sich das Karussell dreht, desto größer ist die Kraft und desto höher werden die Personen gehoben.