Diskussion:Corioliskraft/Archiv/2020
Geschwindigkeiten
Im Satz: „Ein Körper, der sich im rotierenden Bezugssystem mit der Geschwindigkeit bewegt, hat im Inertialsystem die Geschwindigkeit …“ erscheint mir das Symbol für die Geschwindigkeit des Körpers im rotierenden System und im Inertialsystem etwas merkwürdig. Meine Änderung wurde als „Klops“ bezeichnet. Vielleicht habe ich da wirklich ein Brett vor dem Kopf? Welche physikalische Bedeutung hat denn in diesem Zusammenhang ? Im Artikel Zentrifugalkraft haben wir eine schöne Tabelle mit der Bedeutung sämtlicher Größen, sowas könnte hier auch helfen. --Dioskorides (Diskussion) 20:54, 28. Jan. 2020 (CET)
- Es wird verbal die Gleichung v=v'+omega x r' ausgedrückt. v ist die Geschwindigkeit im IS.--Wruedt (Diskussion) 09:41, 29. Jan. 2020 (CET)
- Danke, nach deinen Änderungen ist das klarer. --Dioskorides (Diskussion) 20:50, 29. Jan. 2020 (CET)
- Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: Wruedt (Diskussion) 18:58, 30. Jan. 2020 (CET)
Scheibenexperiment
Unter Benutzer:Wruedt/Corioliskraft#noch'n_Versuch steht eine hoffentlich verständliche Herleitung der Bahn auf der Scheibe als Resultat der Corioliskräfte in radialer und tangentialer Richtung. Kann man das so bei Spezialfälle (Scheibenexperiment) einbauen.--Wruedt (Diskussion) 09:16, 16. Jan. 2020 (CET)
- Es ist immer gut, wenn man mit Alternativen vergleichen kann. Ich werde mir das durchlesen. Zu diesem Kapitel und dem vorangehenden habe ich mir einige grundsätzliche Gedanken gemacht, ich werde sie als eigenes Kapitel hier einstellen, vielleicht trägt das zur Klärung bei.--Dioskorides (Diskussion) 00:01, 17. Jan. 2020 (CET)
Arbeit
@Wruedt, du hast den Satz zur Arbeit entfernt. Das verstehe ich nicht. Ich verstehe vor allem nicht, was an diesem „merkwürdig“ sein soll. Ich finde unter Arbeit (Physik)#Definition folgende drei Sätze:
- Arbeit wird in der Mechanik definiert als das Skalarprodukt aus Kraft und Weg:…
- Ist die Richtung der Kraft senkrecht zum Weg, dann wird keine physikalische Arbeit verrichtet. Der physikalische Begriff entspricht also nicht dem alltäglichen Verständnis, nach dem jeder Kofferträger für seine verrichtete Arbeit bezahlt wird.
Wo liegt da ein Widerspruch zu dem fraglichen Ausdruck? --Dioskorides (Diskussion) 10:31, 21. Jan. 2020 (CET)
- Die Arbeit ist das Integral. Nachdem noch nicht mal klar ist, über welchen Weg da eigentlich integriert wird, sollte die Formel wegbleiben. Es reicht die verbale Aussage. Da die Coriolisbeschleunigung nur im rotierenden BS existiert, ist die Bahn schon etwas komplizierter und nicht primitiv durch vec s abzuhandeln. Ausserdem gibt's ja auch noch ne Zentrifugalkraft, die zu berücksichtigen wäre. Dass Scheinkräfte keine Arbeit verrichten versteht sich eigentlich von selbst.--Wruedt (Diskussion) 10:43, 21. Jan. 2020 (CET)
Die erste Gleichung in Arbeit (Physik) bezieht sich explizit auf eine geradlinige Bewegung, die hier nicht vorliegt. Erst später wird im Arbeit-Artikel auf die Integration eingegangen.--Wruedt (Diskussion) 11:05, 21. Jan. 2020 (CET)
- Ich habe mich hier lange nicht mehr eingemischt, aber jetzt doch: Wruedt, bitte kapier endlich, dass es außer dem normierten Technikersprech auch eine nicht ganz unbedeutende Physik-community gibt, und bei denen gilt: Weder Kraft noch Weg noch Arbeit (und Energie schon gar nicht) sind Gegebenheiten, die unabhängig vom Bezugssystem einfach eindeutige Werte haben. Du hast Deine Wahl des BS immer schon getroffen, bevor Du einen Vorgang analysierst; Physiker können sich das nicht so einfach machen. Vergiß nicht, dass die ganze Schwerkraft als Scheinkaft beschrieben werden kann. Also: natürlich können Scheinkräfte Arbeit leisten (wenn man sie so versteht, wie Physiker das tun, nach Euler), und das ist oft auch der natürlichere Zugang. Beispiel (sicher gibts bessere): die Biene, die ihren Sack Pollen auf der Fahrradspeiche zur Nabe schleppt. Herzlichen Gruß! --Bleckneuhaus (Diskussion) 11:08, 21. Jan. 2020 (CET)
- Da diese Disk letztendlich auf die Frage führt, was wird betrachtet (d'Alembertsche Kraft oder "echte" Kraft), sollten wir die Disk hier beenden. Die Biene muss wenn sie am drehenden Rad sitzt, eine Zentripetalkraft aufbringen. Die Frage im Rahmen des Artikel ist, ob die Bemerkung zur Arbeit in dem Abschnitt was verloren hat, und ob die angegebene Gleichung irgend wem weiterhilft. BTW wir sollten uns nicht gegenseitig Unverständnis (kapier) der Materie vorwerfen.--Wruedt (Diskussion) 11:21, 21. Jan. 2020 (CET)
- Ich habe mich hier lange nicht mehr eingemischt, aber jetzt doch: Wruedt, bitte kapier endlich, dass es außer dem normierten Technikersprech auch eine nicht ganz unbedeutende Physik-community gibt, und bei denen gilt: Weder Kraft noch Weg noch Arbeit (und Energie schon gar nicht) sind Gegebenheiten, die unabhängig vom Bezugssystem einfach eindeutige Werte haben. Du hast Deine Wahl des BS immer schon getroffen, bevor Du einen Vorgang analysierst; Physiker können sich das nicht so einfach machen. Vergiß nicht, dass die ganze Schwerkraft als Scheinkaft beschrieben werden kann. Also: natürlich können Scheinkräfte Arbeit leisten (wenn man sie so versteht, wie Physiker das tun, nach Euler), und das ist oft auch der natürlichere Zugang. Beispiel (sicher gibts bessere): die Biene, die ihren Sack Pollen auf der Fahrradspeiche zur Nabe schleppt. Herzlichen Gruß! --Bleckneuhaus (Diskussion) 11:08, 21. Jan. 2020 (CET)
- Die Biene "gewinnt" ja schließlich keine Arbeit, blos weil die Zentrifugalkraft der Bewegung nach innen entgegenwirkt. Man muss sich schon für eine Kraft entscheiden, denn obwohl F_ZF und F_ZP entgegengesetzt gleich groß sind, hat die Biene nach anstrengendem Marsch tatsächlich Arbeit verrichtet und nicht 0 (F_ZF+F_ZP=0). Da ist mir die Ansicht schon lieber, dass Kräfte die es "eigentlich" gar nicht gibt, auch keine Arbeit verrichten können. Das hat sicher manchen davon abgehalten noch'n Patent zum Perpetuum Mobile einzureichen. Langer Rede kurzer Sinn: Die Gleichung ist fachlich falsch, da nur für geradlinige Bewegung gültig und sollte daher entfernt werden. Der Satz selber dazu ist auch nicht gerade Erkenntnisreich. Gruß--Wruedt (Diskussion) 15:14, 21. Jan. 2020 (CET)
- Diesen Satz mit der Gleichung habe ich in den Artikel gesetzt, weil für den laienhaften Leser Kraft und Arbeit immer nahe beieinander liegen. Wo Arbeit geleistet wird, muss auch eine Kraft vorhanden sein, die das tut. In Umkehrung wird dann evtl. auch angenommen, dass eine Kraft eben prinzipiell auch Arbeit leisten kann. In obigem Zitat steht ja, dass der physikalische Begriff nicht dem alltäglichen Verständnis entspricht, das sollte man im Hinterkopf behalten. Im weiteren Text geht es ja um teilweise gewaltige Effekte (Atmosphäre, Ozeane, vgl. auch unser Teaser-Bild) da könnte man darauf geführt werden, dass die Energien, die da im Spiel sind, wenigstens teilweise durch die Corioliskraft verursacht werden. Um solchen Fehlvorstellungen vorzubeugen, habe ich das eingefügt, mit dem Kriterium der Rechtwinkligkeit ist das auch leicht einsehbar. Was die Platzierung der Bemerkung angeht, bin ich variabel, die könnte auch an anderen Stellen im Text stehen. --Dioskorides (Diskussion) 15:34, 21. Jan. 2020 (CET)
- Also noch mal ganz kurz: außer "echter" Kraft und d'Alembert-Kraft kennen Physiker eine weitere Klasse, das sind die Trägheitskräfte nach Euler. Ob man die als "Scheinbar" oder so (ab-)qualifizieren möchte, ist nicht so einfach zu rechtfertigen, wenn man etwa das Beispiel Gravitation denkt. Und nun denken wir alle noch einmal über Wruedts Satz nach ("Dass Scheinkräfte keine Arbeit verrichten versteht sich eigentlich von selbst."). --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:44, 21. Jan. 2020 (CET)
- Quetsch: Statt d'Alembert hätt ich besser Trägheitskräfte oder Eulerkräfte sagen müssen. Wir meinen schon das selbe. Nur betonen Physiker z.B. immer Newton II in Zus.hang mit Scheinkräften. Ingenieure haben kein Problem damit auch mal F_C=-m*a_C hinzuschreiben, da sie wissen (oder zu wissen glauben) dass Newton II sowieso nur im IS gilt. Das Beispiel Gravitation bitte ich hier rauszuhalten. Wir bewegen uns in der klassischen Mechanik. Es gibt genügend andere Artikel wo eine andere Sicht der Dinge dargelegt werden kann. Ein Leser, der im Zusammenhang mit dem Wetter was über Corioliskraft gehört hat, sollte einen verständlichen aber doch exakten Artikel vorfinden, der möglichst über die üblichen Beiträge oder Videos zum Thema hinausgeht.--Wruedt (Diskussion) 18:30, 21. Jan. 2020 (CET)
- Also noch mal ganz kurz: außer "echter" Kraft und d'Alembert-Kraft kennen Physiker eine weitere Klasse, das sind die Trägheitskräfte nach Euler. Ob man die als "Scheinbar" oder so (ab-)qualifizieren möchte, ist nicht so einfach zu rechtfertigen, wenn man etwa das Beispiel Gravitation denkt. Und nun denken wir alle noch einmal über Wruedts Satz nach ("Dass Scheinkräfte keine Arbeit verrichten versteht sich eigentlich von selbst."). --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:44, 21. Jan. 2020 (CET)
- Diesen Satz mit der Gleichung habe ich in den Artikel gesetzt, weil für den laienhaften Leser Kraft und Arbeit immer nahe beieinander liegen. Wo Arbeit geleistet wird, muss auch eine Kraft vorhanden sein, die das tut. In Umkehrung wird dann evtl. auch angenommen, dass eine Kraft eben prinzipiell auch Arbeit leisten kann. In obigem Zitat steht ja, dass der physikalische Begriff nicht dem alltäglichen Verständnis entspricht, das sollte man im Hinterkopf behalten. Im weiteren Text geht es ja um teilweise gewaltige Effekte (Atmosphäre, Ozeane, vgl. auch unser Teaser-Bild) da könnte man darauf geführt werden, dass die Energien, die da im Spiel sind, wenigstens teilweise durch die Corioliskraft verursacht werden. Um solchen Fehlvorstellungen vorzubeugen, habe ich das eingefügt, mit dem Kriterium der Rechtwinkligkeit ist das auch leicht einsehbar. Was die Platzierung der Bemerkung angeht, bin ich variabel, die könnte auch an anderen Stellen im Text stehen. --Dioskorides (Diskussion) 15:34, 21. Jan. 2020 (CET)
- Die Biene "gewinnt" ja schließlich keine Arbeit, blos weil die Zentrifugalkraft der Bewegung nach innen entgegenwirkt. Man muss sich schon für eine Kraft entscheiden, denn obwohl F_ZF und F_ZP entgegengesetzt gleich groß sind, hat die Biene nach anstrengendem Marsch tatsächlich Arbeit verrichtet und nicht 0 (F_ZF+F_ZP=0). Da ist mir die Ansicht schon lieber, dass Kräfte die es "eigentlich" gar nicht gibt, auch keine Arbeit verrichten können. Das hat sicher manchen davon abgehalten noch'n Patent zum Perpetuum Mobile einzureichen. Langer Rede kurzer Sinn: Die Gleichung ist fachlich falsch, da nur für geradlinige Bewegung gültig und sollte daher entfernt werden. Der Satz selber dazu ist auch nicht gerade Erkenntnisreich. Gruß--Wruedt (Diskussion) 15:14, 21. Jan. 2020 (CET)
- Das "rumgeeire" mit den Scheinkräften zeigt exemplarisch der Abschnitt Zentrifugalkraft#Zentrifugalpotential bei dem ausschließlich die Zentrifugalkraft betrachtet wird. Die äußere Kraft (Zentripetalkraft) wird zur "inneren Kraft" erklärt und schlicht unterschlagen. Das können Leute machen, die wissen was sie tun. Ich halt mich daran, dass Kräfte, die es nicht gibt auch keine Arbeit leisten können. Bevor mich Benutzer:Bleckneuhaus wieder eines besseren "belehrt" halt ich mich lieber raus. Ganz generell gibt es einen Unterschied zwischen Physikern und Ingenieuren. Physiker neigen dazu auch Scheinkräfte wie echte Kräfte zu behandeln. Ingenieure benutzen die Formulierung, dass diese Kräfte, die aus Beschleunigungen multipliziert mit der Masse hervorgehen, als Kräfte aufgefasst werden. Es ist aber nicht Aufgabe des Artikels diese Unterschiede zu thematisieren. Da wir alle die Absicht haben den Artikel zu verbessern, bin ich immer noch der Ansicht, dass dieser Teil niemand weiterhilft.--Wruedt (Diskussion) 17:23, 21. Jan. 2020 (CET)
Tut mir leid, dass das hier nicht genau der richtige Ort für diese Debatte ist. Trotzdem soll was Falsches hier nicht unwidersprochen stehen bleiben. Das gilt dafür, dass man "Statt d'Alembert ... besser Trägheitskräfte oder Eulerkräfte [hätte] sagen müssen". Es ist so: D'Alembert nimmt (im Inertialsystem) die von "echten" Kräften verursachte Beschleunigung mit der Masse mal und "fasst das als Kraft auf". Richtig. Euler beobachtet dieselbe Bewegung von einem beschleunigten Koordinatensystem aus und fragt, welche Kräfte man in diesem als echte Kräfte ansetzen müsste, um die Bewegung nach Newton II zu erklären. Betonung auf: als echte Kräfte. - Leider, oder besser: zum Glück, kommen auf beiden Wegen dieselben Formeln zustande, weshalb die Terme auch die gleichen Namen kriegen, was seit 300 Jahren zu anhaltenden Missverständnissen über die verschiedenen Grundlagen führt. --Bleckneuhaus (Diskussion) 19:34, 21. Jan. 2020 (CET)
- Sorry, an der Stelle werden wir uns wohl nie einig (Echte Kräfte genügen Newton III). Aber nochmal zur Arbeit. Beispiel am Bahnsteig ruhender Fußgänger. Bahn beschleunigt. Auf den Fußgänger "wirkt" aus Sicht der Bahn eine Kraft (Dissenz schon bei Kraft wo man diese Scheinkraft aus einer Weg/Zeit-Messung bestimmt). Welche Arbeit verrichtet denn diese Kraft und vor allem wie gewinnt der ruhende Fußgänger die "Arbeit" der Scheinkraft die in ihm steckt wieder zurück?--Wruedt (Diskussion) 08:03, 22. Jan. 2020 (CET)
- Wenn's den Begriff noch nicht gibt schlag ich "Scheinarbeit (Physik)" als die "Arbeit" von Scheinkräften vor. Zu Euler: Die Betonung liegt auf müsste. Es ist doch (fast) jedem klar, dass Newton II nur im IS gilt. Aus Analogiegründen möchte man aber die Kraft/Beschleunigungsbeziehung auch im beschleunigten BS ansetzen, wofür einiges spricht.--Wruedt (Diskussion) 08:55, 22. Jan. 2020 (CET)
- Vorschlag zur Güte. Die Gleichung kommt raus. Die Bemerkung wird in athmosphärische Zirkulation untergebracht in dem Sinne, dass die Corioliskraft nichts zum Energiehaushalt beiträgt.--Wruedt (Diskussion) 10:01, 22. Jan. 2020 (CET)
Das „rumgeeire“ mit den Scheinkräften wird hier eigentlich nur von einem Diskussionsteilnehmer betrieben. @Wruedt, du hast z.B. oben im Abschnitt „Animation“ (jetzt vorletzter edit) geantwortet: „Die Corioliskraft ist eine Scheinkraft.“ ohne sonstige Erklärung (so dass es Hfst auch nicht als Antwort auf seinen Beitrag verstehen konnte.) Du gehst also davon aus, dass der Begriff „Scheinkraft“ an sich einen eigenen Erklärungswert hat.
Ich habe sowieso den Eindruck, dass hier auf der Diskussionsseite die übergreifenden Begriffe, deren Bedeutung unterschiedlich interpretiert werden, eine große Rolle spielen. Deshalb hier noch etwas, was mir zum Begriff „Scheinkraft“ einfällt, obwohl das hier nicht das Lemma ist.
Der Begriff „Scheinkraft“ dürfte mit seinem relativierenden Bestimmungswort für Laien etwas Suggestives haben: Kraft – ja, oder vielleicht doch nicht? Eben keine „eigentliche“ Kraft (sonst wäre „Schein-“ ja überflüssig), eine nur eingebildete Kraft, eine optische Täuschung vielleicht, eine Illusion, ein Nachtgespenst oder etwas noch Geheimnisvolleres? Was macht man da? Natürlich klickt man sich auf WP zu unserem Artikel durch, der heißt aber schon nicht „Scheinkraft“, sondern „Trägheitskraft“. Immerhin ist in der Einleitung da etwas kurz erklärt; bitte mal ehrlich prüfen, ob das Oma-tauglich ist. Im Artikel findet man noch die Alternativbegriffe „Pseudokraft“ und „fiktive Kraft“, was der eben gestellten Laienfrage noch mehr Berechtigung gibt.
Was schreibt man denn von berufener Seite außerhalb der WP (es kann nicht schaden, da mal nachzulesen). Im Trägheitsartikel wird aus Gerthsen zitiert: „Diese gebräuchliche aber etwas irreführende Einstufung der Kraft als Scheinkraft ändert allerdings nichts an ihren realen, oft katastrophalen Folgen.“ (24. Auflage, 2010, S. 41–42) Katastrophale Folgen durch eine Kraft, die nur „fiktiv“ ist? Die Verformungen von Geräten und Personen ohne Arbeit nur durch „Schein-“, „Pseudo-“ oder „Fiktiv-“ verursacht? Natürlich hat der Physiker/ Techniker dazu eine irgendwie geartete begriffliche Ausrede, aber die muss man Otto Normalverbraucher oder Lieschen Müller oder Erika Mustermann erstmal klarmachen, die haben nicht Physik studiert, vielleicht Abitur, vielleicht aber „nur“ Real- oder Hauptschule. Da ist das Scheitern im Verständnis vorprogrammiert, und zu passender Gelegenheit (zum Beispiel bei WP-Auszeichnungsdiskussionen, siehe oben) kann man das Problem ganz einfach durch eine Publikumsbeschimpfung lösen, das muss dann Balsam auf die Seele hier lesender und schreibender Physiker/ Techniker sein. Das sitzt mir heute noch in den Knochen.
Und hier noch eine lesenswerte Äußerung eines Physikers (!) dazu: „Das Auftreten oder Verschwinden von Kräften wird also durch die jeweilige Wahl des Bezugssystems bestimmt. Die ‚Realität‘ von Kräften durch die Unterscheidung ‚wirklicher‘ und ‚scheinbarer‘ Kräfte kann nicht Gegenstand einer physikalischen Fragestellung sein.“ (R.W.Pohl: Mechanik, 17. Auflage, 1969; S. 89). Wie wahr. Gerthsen und Pohl dürften wohl beide als WP-reputable Literatur durchgehen. Wenn wir das so in die entsprechenden Artikel reinsetzen, hätte sich zumindest das Problem um den heißgeliebten Begriff „Scheinkraft“ erledigt. Soweit möchte ich aber nicht gehen. Da er ja doch ständig herumgeistert, habe ich damit meinen Frieden gemacht. Man darf aber doch nicht soweit gehen, allein aus der suggestiven Wirkung des Bestimmungsworts weitreichende Schlüsse zu ziehen, die eigentlich begründet werden müssten. Man kann also nicht einfach schreiben „Dass Scheinkräfte keine Arbeit verrichten versteht sich eigentlich von selbst.“ (Wruedt 10:43, 21. Jan. 2020), sondern man sollte wenigstens „Scheinkraft“ durch „Trägheitskraft“ ersetzen (wie in unserem WP-Lemma). Dann müsste der Satz lauten: „Dass Trägheitskräfte keine Arbeit verrichten, versteht sich eigentlich von selbst.“ Das versteht sich für mich eigentlich nicht von selbst, sondern erfordert eine Begründung. Ich meinerseits habe für die Arbeit durch die Gleichung gleich drei Kriterien für mögliche Arbeitsleistung angegeben. Mein Argument war: keine Arbeitsleistung wegen , dein Argument scheint zu sein: keine Arbeitsleistung wegen Scheinkraft . Oder habe ich etwas falsch verstanden? Warum ist diese Gleichung nicht auf Scheinkräfte anwendbar?
Mit der Verlegung der Gleichung in ein anderes Kapitel, zum Beispiel die Atmosphäre, habe ich keine Probleme. --Dioskorides (Diskussion) 19:59, 22. Jan. 2020 (CET)
- Glaub das Thema Scheinkraft können wir an der Stelle nicht ausdiskutieren. Nur so viel. Der Satz aus Gerthsen: „Diese gebräuchliche aber etwas irreführende Einstufung der Kraft als Scheinkraft ändert allerdings nichts an ihren realen, oft katastrophalen Folgen.“ mutet wie Komedie an. Wenn was katastrophal ist, dann die Trägheit. Davon könnte jemand berichten, der bei einem Frontalaufprall an die Frontscheibe geflogen ist. Die Kraft, die ihn aus Sicht des Autos dahin befördert hat kann's nicht sein, denn sie wird nur von Physikern "angenommen" um die Beschleunigung nach vorn zu erklären. Diese Kraft existiert nur im beschleunigten BS, genügt nicht Newton III und wird daher zu Recht als Scheinkraft bezeichnet. Geräte oder Personen weden nur durch echte Kräfte verformt. Durch Scheinkräfte ist noch nie was kaputt gegangen. Bei den Ingenieuren ist die Unterscheidung zwischen "echten" Kräften und Scheinkräften wesentlich. Zur Gleichung: In der Form gilt die Gleichung nur für geradlinige Bewegungen. Die liegt hier nicht vor.--Wruedt (Diskussion) 20:21, 22. Jan. 2020 (CET)
- Das Beispiel Person am Bahnsteig sollte verdeutlichen dass die Scheinkräfte fiktiv sind. Da Physiker (nicht alle) der Ansicht sind, dass Newton II überall gilt, "nehmen" sie an dass auf die Person am Bahnsteig eine Kraft "wirkt", da sich die Person aus Sicht der Bahn beschleunigt. Diese Kraft gibt es natürlich nicht, kann mit üblichen Kraftmessgeräten daher auch nicht gemessen werden. Die Scheinkräfte sind ein reiner "Rechentrick" um Newton II auch in einem beschleunigten Bezugssystem anwenden zu können. Das sind aber sehr nützliche Rechentricks und werden daher mit großem Erfolg auf die verschiedensten Fälle angewandt. Z.B. auf den freien Fall auf der Erde.--Wruedt (Diskussion) 22:34, 22. Jan. 2020 (CET)
- „mutet wie Komedie an“: In erster Näherung nehme ich Texte aus seriösen Lehrbüchern schon ernst, dieser Satz ist einsichtig und keineswegs komisch.
- „Wenn was katastrophal ist, dann die Trägheit.“ Richtig, und lt. Trägheitskraft/Einleitung ist Scheinkraft = Trägheitskraft. Ich glaube schon, dass diese Trägheitskraft, die zur Verformung des Fahrers führt, in seinem Bezugssystem (fahrendes Auto) genauso real ist wie seine Verletzung. Dem zu sagen, „eigentlich“ war das keine Kraft, sondern nur eine von Physikern „angenommene“ Scheinkraft, sozusagen ein Rechentrick, die die dich verformt hat, würde ihn nicht trösten und von mir nur noch als zynisch bezeichnet.
- „Diese Kraft existiert nur im beschleunigten BS, genügt nicht Newton III und wird daher zu Recht als Scheinkraft bezeichnet.“ Soll man aus dieser Art von Diskriminierung („nur“) auf eine Zweitrangigkeit dieser Kraft schließen, ist sie weniger wirksam? Es geht doch um die Wirksamkeit, oder soll ich mir eine „Kraft an sich“ vorstellen? Da wären wir längst auf einer philosophischen, um nicht zu sagen metaphysischen Ebene. Etwas wird bemerkt, ein Effekt, an irgendeinem Körper meiner Umwelt oder auch an mir selbst, meinetwegen auch auf einem physikalisch-technischen Messgerät, und das wird einer einwirkenden Kraft zugeschrieben, weil man eben was merkt. Und für alle Kräfte gilt: „Das Auftreten oder Verschwinden von Kräften wird also durch die jeweilige Wahl des Bezugssystems bestimmt.“ (steht auch bei Pohl, ein Satz vor dem obigen Zitat). Das ist selbstverständlich und ohne Beschränkung auf „nur“ einige Kräfte formuliert. Wenn alle Kräfte einem Bezugssystem angehören, wieso sollen dann „nur“ einige als Scheinkräfte abqualifiziert werden? --Dioskorides (Diskussion) 23:06, 22. Jan. 2020 (CET)
- der Fahrer wird erst verletzt, wenn er auf der Scheibe aufprallt. Dann wirkt eine echte Kraft. IÜ sind das alles Zitate aus Physik-Literatur. In der TM wird das anders gesehen. Und "echte" Kräfte "verschwinden" eben nicht, sondern treten in jedem Bezugssystem mit gleichem Betrag auf. Wenn man etwas (Kraft) bemerkt, dann ist das immer eine echte. Das kann auch die Kraft auf den Magen sein, wenn der Aufzug nach oben beschleunigt. Da der Magen träge ist, wird er vom restlichen Gewebe beschleunigt und das ist ne echte Kraft, die auch gemessen werden könnte. Eine "Diskriminierung" der Scheinkräfte gibt es nicht, sie müssen aber begrifflich unterschieden werden. Denn noch nie ist ein Bauteil durch eine Scheinkraft kaputt gegangen durch eine echte aber schon.--Wruedt (Diskussion) 07:26, 23. Jan. 2020 (CET)
- „Denn noch nie ist ein Bauteil durch eine Scheinkraft kaputt gegangen durch eine echte aber schon.“ Richtig, weil eben die Unterscheidung von realen und scheinbaren Kräften unsinnig ist, siehe Zitat Pohl oben (20:21, 22. Jan. 2020).
- „Wenn man etwas (Kraft) bemerkt, dann ist das immer eine echte.“ Richtig, und die Ablenkung auf der Scheibe wird durchaus bemerkt.
- „Und "echte" Kräfte "verschwinden" eben nicht, sondern treten in jedem Bezugssystem mit gleichem Betrag auf.“ Philosophische, aber keine physikalische Aussage, siehe Zitat Pohl oben (23:06, 22. Jan. 2020). Kraft ist ja schon ein Abstraktum, dessen man sich, vor allem im Alltagssprech, meist nicht bewusst ist. Für physikalische Zwecke muss man natürliche eine konkrete Definition zugrunde legen, damit klar wird, mit welchem Inhalt dder Begriff gebraucht wird. Ich habe hier mal eine: „Kräfte erkennen wir an den Wirkungen, die sie auf Körper ausüben. Sie bewirken entweder Bewegungs- oder Formänderungen an den Körpern.“ Nicht mehr und nicht weniger, keine weiteren Randbedindungen oder Hintertürchen. Dieser Satz stammt aus einem Physik-Buch, und zwar aus dem, mit dem ich vor langen Jahren Physik gelernt habe (Gott sei Dank habe ich es aufbewahrt). Wir können durchaus davon ausgehen, dass das der Kenntnisstand von (90 + x) Prozent der Bevölkerung ist (sofern man in der Schule aufgepasst und im Idealfall nichts vergessen hat). Diese (90 + x) Prozent greift im Bedarfsfalle auf einen einschlägigen WP-Artikel wie diesen hier zurück. Das habe ich im Auge. Es gehört zu den Schrulligkeiten von Benutzer:Dioskorides, bei seinen Beiträgen immer diese Zielgruppe im Auge zu haben. --Dioskorides (Diskussion) 10:08, 23. Jan. 2020 (CET)
- Ja die Ablenkung wird bemerkt. Aber erst muss in der Physik ein "Beobachter" herhalten, der dann "annimmt" dass dafür wohl ne Kraft verantwortlich sei. Unter echter Kraft wird hier die Kraft im Newtonschen Sinn I, II, II verstanden (unabhängig vom BS, wenn das keine physikalische Aussage ist!!!). Ob der Unterschied zwischen "echten" Kräften und der Corioliskraft, die nur angenommen werden muss, wenn man Newton II in einem beschleunigten System anschreiben will, didaktisch gut rüberkommt ergibt sich hoffentlich aus der Disk. Vielleicht verirrt sich noch ein Physiklehrer dazu. Luft nach oben gibt's immer. Die Genauigkeit sollte allerdings nicht drunter leiden. Man sollte aber bei Zitaten nicht jeden Nebensatz in einem Buch überbewerten. Das mit der Bewegungsänderung könnte auf Newton II gemünzt sein, ergibt sich aber nur aus dem Kontext. Dass Newton II im IS gültig ist, wird jeder unterschreiben. Erst nach Newton hat man begonnen seine Gesetze auch im beschleunigten BS anzuwenden und kommt dann wie man in der Herleitung lesen kann auf die besagten Formeln und deren Terme. In der TM wird die Analogie zu Newton II nicht ständig bemüht. Man hat daher auch kein Problem damit FC= - m*a_C hinzuschreiben. In der Regel wird auch kein "Beobachter" bemüht, der was "annimmt", sondern man rechnet die Terme schlicht aus. Denn das hat hauptsächlich was mit Mathe und nicht mit Physik zu tun. Der physikalische Kern ist Newton II in seiner ursprünglichen Bedeutung im IS.--Wruedt (Diskussion) 12:32, 23. Jan. 2020 (CET)
- Ich will hier auch keine Grundsatzdiskussion über die Tragweite und Anwendbarkeit der Newtonschen Gesetze führen. Die gehört eher auf die Diskussionsseite zu dem/ den entsprechenden Artikeln. Wenn wir nur „Trägheitskraft“ sagen, wäre vieles schon entschärft. --Dioskorides (Diskussion) 18:39, 23. Jan. 2020 (CET)
- Zu: „Zur Gleichung: In der Form gilt die Gleichung nur für geradlinige Bewegungen. Die liegt hier nicht vor.“ Dazu etwas aus Gerthsen (17. Auflage, S. 18). Er bringt die Definitionsgleichung für die Arbeit im wesentlichen so, wie ich sie auch verwendet habe. Dann schreibt er: „Ändert sich die Kraft längs des Weges oder ist dieser gekrümmt, so ist die Definition nicht mehr direkt anwendbar. Jedenfalls erwartet man ein besseres Resultat, wenn man den Gesamtweg in mehrere Teile zerlegt, die einigermaßen gerade sind, und auf denen die Änderung der Kraft unwesentlich ist. Auf jedem solchen Wegelement … fällt dann der Arbeitsanteil … an. Für den Gesamtweg addieren sich diese Anteile. Das Verfahren ist i. allg. um so genauer, je feiner die Unterteilung ist.“ So, bis hier hin. Wenn ich die Kurve in kleine, gerade Segmente teile, dann steht auf jedem dieser Segmente der Beschleunigungsvektor senkrecht, also keine Kraft. Die Segmente können beliebig klein gewählt werdem, es bleibt die gleiche Situation, definitionsgemäß steht die Beschleunigung während des gesamten Weges senkrecht, also ist auch während des gesamten Weges die Kraft nach der Gleichung Null. Aufaddiert auf die Gesamtstrecke kann nichts anderes als Null herauskommen. Ich sehe nicht, durch welchen Umstand etwas anders als Null herauskommen sollte, also das Ergebnis, dass die Definitionsformel wie von mir angegeben liefert. Deshalb ist das hier so anwendbar. --Dioskorides (Diskussion) 21:04, 23. Jan. 2020 (CET)
- Ich will hier auch keine Grundsatzdiskussion über die Tragweite und Anwendbarkeit der Newtonschen Gesetze führen. Die gehört eher auf die Diskussionsseite zu dem/ den entsprechenden Artikeln. Wenn wir nur „Trägheitskraft“ sagen, wäre vieles schon entschärft. --Dioskorides (Diskussion) 18:39, 23. Jan. 2020 (CET)
- Ja die Ablenkung wird bemerkt. Aber erst muss in der Physik ein "Beobachter" herhalten, der dann "annimmt" dass dafür wohl ne Kraft verantwortlich sei. Unter echter Kraft wird hier die Kraft im Newtonschen Sinn I, II, II verstanden (unabhängig vom BS, wenn das keine physikalische Aussage ist!!!). Ob der Unterschied zwischen "echten" Kräften und der Corioliskraft, die nur angenommen werden muss, wenn man Newton II in einem beschleunigten System anschreiben will, didaktisch gut rüberkommt ergibt sich hoffentlich aus der Disk. Vielleicht verirrt sich noch ein Physiklehrer dazu. Luft nach oben gibt's immer. Die Genauigkeit sollte allerdings nicht drunter leiden. Man sollte aber bei Zitaten nicht jeden Nebensatz in einem Buch überbewerten. Das mit der Bewegungsänderung könnte auf Newton II gemünzt sein, ergibt sich aber nur aus dem Kontext. Dass Newton II im IS gültig ist, wird jeder unterschreiben. Erst nach Newton hat man begonnen seine Gesetze auch im beschleunigten BS anzuwenden und kommt dann wie man in der Herleitung lesen kann auf die besagten Formeln und deren Terme. In der TM wird die Analogie zu Newton II nicht ständig bemüht. Man hat daher auch kein Problem damit FC= - m*a_C hinzuschreiben. In der Regel wird auch kein "Beobachter" bemüht, der was "annimmt", sondern man rechnet die Terme schlicht aus. Denn das hat hauptsächlich was mit Mathe und nicht mit Physik zu tun. Der physikalische Kern ist Newton II in seiner ursprünglichen Bedeutung im IS.--Wruedt (Diskussion) 12:32, 23. Jan. 2020 (CET)
Animation
Die Animation in der Einführung zeigt eine viel zu stark gekrümmte Bahn. Wenn man die Ablenkung mit der Coriolisbeschleunigng erklären möchte, muss die Bewegung überwiegend radial gerichtet sein. Das ist bei ber aktuellen und der alten Animation bei weitem nicht der Fall. Neige dazu die rauszuwerfen. Ev. kann die Graphikwerkstatt eine Animation anfertigen, bei der die Bedingung besser erfüllt ist. Text und Animation passen sowieso nicht zusammen, denn von einer "kreisförmigen" Bewegung kann nicht die Rede sein.--Wruedt (Diskussion) 09:08, 8. Jan. 2020 (CET)
- Kannst du deine Auffassung näher begründen? Was verstehst du unter „radial“? Die horizontale Bewegungsrichtung ist für die Wirksamkeit der CK völlig unwichtig. Wenn man aber von der dargestellten Grundsituation ausgeht, dass der Körper radial (d.h. in Richtung der Radius) nach außen fliegen „will“, dann führt die alleinige Wirkung der senkrecht dazu wirkenden CK doch zu einer kreisförmigen Bewegung im beschleunigten System, dem Inertialkreis, oder irre ich mich? Die oft gezeigte eher spiralförmige Bahn ist doch eher auf die gleichzeitige Wirkung der Zentrifugalkraft zurückzuführen?!? --Dioskorides (Diskussion) 11:05, 8. Jan. 2020 (CET)
- Man sollte für die Erklärung eine Animation wählen, bei der die Ablenkung von der Geraden überwiegend mit der Corioliskraft erklärt werden kann. Das ist der Fall, wenn die Abweichung voon der radialen Bewegung gering ist. Im vorliegenden Fall verläuft die Bahn aber auch tangential auf der Scheibe. In diesem Fall hat auch die Zentrifugalkraft wesentlichen Einfluss auf die Bahnkrümmung. Von einer kreisförmigen Bewegung bzw. einem Inertialkreis ist weit und breit nichts zu sehen, die ist bei dem Scheibenexperiment auch nicht möglich. Auch später bei der anschaulichen Herleitung werden die Bedingungen so gewählt, dass Corioliskraft und Zentrifugalkraft nahezu senkrecht aufeinander stehen. Die seitliche Abweichung kann so mit Corioliskraft allein erklärt werden.--Wruedt (Diskussion) 17:06, 8. Jan. 2020 (CET)
- + 1 zum ersten Satz. Es geht also darum, mögichst viel CK bei möglichst wenig ZK zu haben. Beide hängen von der Winkelgeschwindigkeit ab (ZK sogar quadratisch), aber CK nur von der Relativgeschindigkeit und ZK nur von der Distanz zum Rotationszentrum. Also wäre es doch günstig, wenn man, bei eher langsamer Drehung, die Bewegung nicht im Zentrum beginnen ließe, sondern etwas davor und die Kugel über das Zentrum rollen ließe und einige Zeit nach Überschreiten des Zentrums die Animation abbräche (aslo die Kugel nicht bis zum Rand rollen ließe). Wäre das so akzeptabel? --Dioskorides (Diskussion) 18:28, 8. Jan. 2020 (CET)
- Es geht da drum CK und ZF möglichst senkrecht aufeinander stehen zu lassen.--Wruedt (Diskussion) 19:31, 8. Jan. 2020 (CET)
- Dort würden sie doch annähernd senkrecht stehen!? --Dioskorides (Diskussion) 20:49, 8. Jan. 2020 (CET)
- Es gibt 2 bekannte Experimente: 1. wie beschrieben, 2. Wasserstrahl vom Rand der Scheibe Richtung Zentrum. Bei diesen Experimenten sollten wir die Leute abholen. Das Hauptproblem besteht aber eher darin jemand zu finden, der bereit und in der Lage ist, sich daran zu wagen. Fakt ist jedenfalls, dass diese bekannten Experimente jeweils eine relativ geringe Abweichung zeigen und keinesfalls eine Spirale wie in unserer Animation.--Wruedt (Diskussion) 09:25, 9. Jan. 2020 (CET)
- Die Abweichung ist vor allem deshalb gering, weil die Relativgeschwindigkeit so gering ist. Wie wäre es mit einem Schuss? Es gibt solche Experimente in Lehrbüchern, ich weiß nicht, ob dazu auch Videos existieren. Man kann die Bewegung wegen der Schnelligkeit nicht direkt verfolgen, aber der Auftreffpunkt des Schusses liegt woanders. Ich weiß nicht, ob sowas mal in extremer Zeitlupe dargestellt wurde. --Dioskorides (Diskussion) 09:40, 9. Jan. 2020 (CET)
- Ob Schuss, Kugel gerollt, Ball geworfen ist doch egal. Es geht drum eine Bahnkurve im System der Scheibe darzustellen, die man noch mit gutem Gewissen der CF zuschreiben kann und die gewisse Ähnlichkeit mit veröffentlichten Videos zeigt.--Wruedt (Diskussion) 13:35, 9. Jan. 2020 (CET)
- Wie müsste die Bahn denn theoretisch aussehen, wenn sich das Objekt mit gleichbleibendem Geschwindigkeitsbetrag über die Scheibe bewegt? Der Weg müsste sich doch in eine Bewegungsgleichung fassen lassen, und die Struktur dieser Gleichung gibt dann genau die theoretische Form der nur CK-induzierten Abweichung. Diese math. Beschreibung sollte auch zusaätzlich zur Animation und/oder Graphik hinzugesetzt werden. --Dioskorides (Diskussion) 14:16, 9. Jan. 2020 (CET)
- Ob Schuss, Kugel gerollt, Ball geworfen ist doch egal. Es geht drum eine Bahnkurve im System der Scheibe darzustellen, die man noch mit gutem Gewissen der CF zuschreiben kann und die gewisse Ähnlichkeit mit veröffentlichten Videos zeigt.--Wruedt (Diskussion) 13:35, 9. Jan. 2020 (CET)
- Die Abweichung ist vor allem deshalb gering, weil die Relativgeschwindigkeit so gering ist. Wie wäre es mit einem Schuss? Es gibt solche Experimente in Lehrbüchern, ich weiß nicht, ob dazu auch Videos existieren. Man kann die Bewegung wegen der Schnelligkeit nicht direkt verfolgen, aber der Auftreffpunkt des Schusses liegt woanders. Ich weiß nicht, ob sowas mal in extremer Zeitlupe dargestellt wurde. --Dioskorides (Diskussion) 09:40, 9. Jan. 2020 (CET)
- Es gibt 2 bekannte Experimente: 1. wie beschrieben, 2. Wasserstrahl vom Rand der Scheibe Richtung Zentrum. Bei diesen Experimenten sollten wir die Leute abholen. Das Hauptproblem besteht aber eher darin jemand zu finden, der bereit und in der Lage ist, sich daran zu wagen. Fakt ist jedenfalls, dass diese bekannten Experimente jeweils eine relativ geringe Abweichung zeigen und keinesfalls eine Spirale wie in unserer Animation.--Wruedt (Diskussion) 09:25, 9. Jan. 2020 (CET)
- Dort würden sie doch annähernd senkrecht stehen!? --Dioskorides (Diskussion) 20:49, 8. Jan. 2020 (CET)
- Es geht da drum CK und ZF möglichst senkrecht aufeinander stehen zu lassen.--Wruedt (Diskussion) 19:31, 8. Jan. 2020 (CET)
- + 1 zum ersten Satz. Es geht also darum, mögichst viel CK bei möglichst wenig ZK zu haben. Beide hängen von der Winkelgeschwindigkeit ab (ZK sogar quadratisch), aber CK nur von der Relativgeschindigkeit und ZK nur von der Distanz zum Rotationszentrum. Also wäre es doch günstig, wenn man, bei eher langsamer Drehung, die Bewegung nicht im Zentrum beginnen ließe, sondern etwas davor und die Kugel über das Zentrum rollen ließe und einige Zeit nach Überschreiten des Zentrums die Animation abbräche (aslo die Kugel nicht bis zum Rand rollen ließe). Wäre das so akzeptabel? --Dioskorides (Diskussion) 18:28, 8. Jan. 2020 (CET)
- Man sollte für die Erklärung eine Animation wählen, bei der die Ablenkung von der Geraden überwiegend mit der Corioliskraft erklärt werden kann. Das ist der Fall, wenn die Abweichung voon der radialen Bewegung gering ist. Im vorliegenden Fall verläuft die Bahn aber auch tangential auf der Scheibe. In diesem Fall hat auch die Zentrifugalkraft wesentlichen Einfluss auf die Bahnkrümmung. Von einer kreisförmigen Bewegung bzw. einem Inertialkreis ist weit und breit nichts zu sehen, die ist bei dem Scheibenexperiment auch nicht möglich. Auch später bei der anschaulichen Herleitung werden die Bedingungen so gewählt, dass Corioliskraft und Zentrifugalkraft nahezu senkrecht aufeinander stehen. Die seitliche Abweichung kann so mit Corioliskraft allein erklärt werden.--Wruedt (Diskussion) 17:06, 8. Jan. 2020 (CET)
Die Scheibe dürfte sich maximal 30 Grad drehen bis die Kugel den Rand der Scheibe erreicht. Damit man das verfolgen kann sollte die Zeit bis dahin etwa 1.5 s betragen. Bewegungsgleichungen braucht man nicht. Da die Bewegung im IS bekannt ist, reicht eine einfache Koordinatentransformation.--Wruedt (Diskussion) 18:55, 9. Jan. 2020 (CET)
- Wie kommst du auf die 30°? Hängt das nicht vom Verhältnis zwischen v’ und ω ab? Eine Rolle müsste doch auch die Ausdehnung, also der Durchmesser der Scheibe spielen. --Dioskorides (Diskussion) 19:36, 9. Jan. 2020 (CET)
- Die Bahnkurve auf der Scheibe ist eine Archimedische Spirale. Es kommt nur drauf an welchen Ausschnitt man darstellt. Man hätte auch 5 Umdrehungen animieren können, nur hätte man nicht behaupten können das sei das Werk der CF.--Wruedt (Diskussion) 07:42, 10. Jan. 2020 (CET)
Der Bildtext "bewegt sich der Körper auf einer kreisförmig gekrümmten Bahn, und diese Ablenkung wird als Folge der Corioliskraft gedeutet" ist so nicht richtig. Weder bewegt sich der Körper auf einer kreisförmigen Bahn, noch kann diese Bahn als Folge der CF gedeutet werden.--Wruedt (Diskussion) 10:13, 10. Jan. 2020 (CET)
+ 1. Mit der Einarbeitung der Spirale haben wir, glaube ich, einen wichtigen Fortschritt gemacht. Meine obige Annahme der Kreisbewegung war wohl irrig. (Auch wenn ich noch nicht die ganze Ableitung im Artikel verstehe, aber das kann wohl an mir liegen). In der Animation haben wir aber (untere Bildhälfte) eine Kreisbewegung. Dann wäre doch eigentlich die vorherige Animation besser, denn wo „Spirale“ steht, muss man auch Spirale sehen. Noch etwas: Müsste nach dieser neuen Überlegung nicht auch die Geschwindigkeit (genauer: der Betrag der Geschwindigkeit) steigen? Bisher sind wir davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeit (ohne Reibung, Luftwiderstand etc.) gleich bleibt (gleichförmige Bewegung), z.B. in der Einführung. --Dioskorides (Diskussion) 00:40, 13. Jan. 2020 (CET)
- In der unteren Animation ist ein Teil einer Spirale zu sehen. Die Geschwindigkeit (v') steigt, da ja der Radius auf dem sich die Kugel bewegt größer wird. Deshalb ist es auch fragwürdig das alles der Corioliskraft anzulasten. Für einen kleinen Ausschnitt der Bewegung trifft das noch zu. Deshalb auch mein Vorschlag maximal 30 Grad Scheibendrehung zu animieren.--Wruedt (Diskussion) 09:24, 13. Jan. 2020 (CET)
- Ohne Vorwissen kann man im unteren Teil der Spirale die eingezeichnete Trajektorie als Teil einer Spirale, aber auch als Teil eines Kreises sehen. Ohne nebenstehendenden Kommentar geht es also nicht.
- Ich habe lange überlegt, was mich an der jetzigen Animation stört, die ja durchaus Vorteile gegenüber der vorigen hat. Ich glaube es ist die Art der chicen künstlerischen Gestaltung. Auf der Scheibe sieht man unterschiedliche Färbungen, wodurch wohl die Illusion einer seitlichen Beleuchtung von links hervorgerufen werden soll. Wenn man von ruhiger Position aus betrachtet, obere Animation, wieso wechselt dann der Beleuchtungsfleck? Und wieso bleibt dieser ortsfest, wenn sich die Scheibe dreht? Es sei denn, die Beleuchtung wäre irgendwie an der Scheibenkonstruktion angebracht, aber wozu? In der vorigen Animation war das besser gelöst durch ein mitrotierendes Raster im Hintergrund. --Dioskorides (Diskussion) 18:56, 15. Jan. 2020 (CET)
- Meinetwegen kann man auch die alte Animation wieder einbauen (weitere Meinungen?). Fand dass die geradlinige Bewegung im IS damals nicht so deutlich rüberkam. Ob eine Animation ständig laufen muss ist Geschmackssache. Könnte den einen oder anderen auch "nerven". Dass die Bahn eine Spirale ist, sieht man in der alten tatsächlich besser, da immer eingezeichnet.--Wruedt (Diskussion) 20:00, 15. Jan. 2020 (CET)
- Bei der alten Animation dreht sich die Scheibe aber rechts rum, so dass die übliche Beschreibung (Abweichung nach rechts) erst sichtbar wird, wenn man sich gedanklich auf den Kopf stellt. Das könnte eine Hürde darstellen.--Wruedt (Diskussion) 09:34, 17. Jan. 2020 (CET)
Da bei der neuen Animation aber noch der rote Punkt dargestellt wird, auf den die Kugel am Anfang zurollt, halt ich die neue Animation in Summe wesentlich gelungener als die alte. Durch den roten Punkt könnte man sogar zeigen welche seitliche Ablenkung genau gemeint ist, nämlich die auf dem Umfang gemessene. Wenn die Ablenkung geringer wäre wie vorgeschlagen, könnte man sich selbst diese Erklärung sparen.--Wruedt (Diskussion) 13:25, 17. Jan. 2020 (CET)
Um die Coriolisbeschleunigung zu zeigen, ob in Animation oder Real braucht man doch gar keine rotierende Scheibe? Es reicht doch,
- einen nicht drehenden Beobachter / Kamera zu zeigen, der eine geradlinige Bewegung aufzeichnet und
- einen drehenden Beobachter / Kamera zu zeigen, der eine spiralförmige Bewegung aufzeichnet
Um die Corioliskraft zu zeigen kann man es andersrum machen. Man hat einen
- einen drehenden Beobachter / Kamera, der eine gleichförmige Bewegung aufzeichnet
- einen nicht drehenden Beobachter / Kamera der eine spiralförmige Bewegung aufzeichnet
Und weil der nicht drehende inertiale Beoabachter eine nicht gleichförmige Bewegung aufzeichnet wissen wir, dass eine reale Kraft gewirkt hat.--Hfst (Diskussion) 13:19, 19. Jan. 2020 (CET)
- Warum sollte man das tun. Die Corioliskraft ist eine Scheinkraft.--Wruedt (Diskussion) 19:30, 20. Jan. 2020 (CET)
- Diese Bemerkung verstehe ich nicht.--Hfst (Diskussion) 17:40, 21. Jan. 2020 (CET)
- Flapsig ausgedrückt: Es gibt keine Kraft, zumindest keine die gemessen werden könnte. Das Beispiel Scheibe zeigt, dass für die Abweichung des roten Punkts im IS die Drehung der Scheibe verantwortlich ist (da die Kugel rollt wirken (nahezu) keine (echten) Kräfte auf die Scheibe). Im BS der Scheibe ist die selbe Abweichung eine Folge der Coriolisbeschleunigung. Da Physiker annehmen, dass für eine Ablenkung auch eine Kraft verantwortlich sei, deuten sie die m*a_C als Corioliskraft.--Wruedt (Diskussion) 09:38, 25. Jan. 2020 (CET)
- Diese Bemerkung verstehe ich nicht.--Hfst (Diskussion) 17:40, 21. Jan. 2020 (CET)
Ich habe, ausgehend von meinen Überlegungen ein paar Zeilen drüber 2 Gedanken, die ich teilen möchte. Dabei gibt es folgende Elemente:
- ein Beobachter in einem Inertialsystem
- ein Beobachter in einem rotierendem Bezugssystem
- eine sich bewegende Masse
Überlegung 1: Die Masse bewegt sich geradlinig im Inertialsystem. Der Beobachter im rotierenden System sieht etwas nicht geradliniges und sagt sich. Da ist eine (C-)Beschleunigung also muss da auch eine (C-)Kraft sein. Überlegung 2: Die Masse wird so geführt, dass sie sich im rotierendem Bezugssystem geradlinig bewegt. Damit das geschieht muss auf die Masse eine Kraft ausgeübt werden. Ist das auch die Corioliskraft? --Hfst (Diskussion) 12:15, 26. Jan. 2020 (CET)
- Überlegung 1 OK. Überlegung 2 ist beim Teufelsrad anzutreffen. Die Kraft die dort quer zur Bewegungsrichtung aufgebracht werden muss, ist entgegengesetzt gleich groß wie die Corioliskraft.--Wruedt (Diskussion) 13:22, 26. Jan. 2020 (CET)
Zum Problem einer Veranschaulichung
Veranschaulichung I:
Am Anfang einer physikalischen Erklärung steht gewöhnlich die Veranschaulichung. Somit stehen wir momentan wieder am Anfang der Artikelarbeit (nachdem die theoretische Ableitung momentan nicht umstritten ist). Normalerweise standen – historisch gesehen – auch einfache Phänomene am Anfang der Erkenntnisgewinnung (z.B. „Freier Fall“), danach wurden Realexperimente durchgeführt und dann schließlich als Krönung die theoretische Herleitung.
Bei der CK lag der nicht einzige, aber seltenere Fall vor, dass die Theorie vor den Experimenten kam. (Heutzutage ist das öfter der Fall, siehe Gravitationswellen). Ablenkung von Bewegungen wurden zuerst spekulativ bearbeitet als Argumente für bzw. gegen die Erddrehung. Danach dann theoretische Ableitungen (allgemein physikalisch: LaPlace, technisch: Coriolis). Dann Veranschaulichung durch ein „Proxy-Experiment“ (Foucault-Pendel). Dann erst Übertragung auf „alltägliche“ Phänomene (Eisenbahnschienen, Flussprofile, Wasserstrudel) mit teilweise zirkelschlussartigen Begründungsketten. Zuletzt dann die vermeintlich einfachen Realexperimente („zuletzt“ mit Vorbehalt, da ich (noch) nicht weiß, wann diese didaktischen Experimente historisch zuerst durchgeführt und publiziert wurden.
Dabei wird die Legitimität der Kugelscheibe als Experiment für die Corioliskraft unterstellt und der Einfachheit halber auch geglaubt, aber die physikalische Berechtigung wird nirgends dargelegt. (Jedenfalls in denjenigen Physikbüchern, die ich eingesehen habe; Hinweise auf das Gegenteil sind willkommen.) Merkwürdig ist auch die immer gleiche Anordnung: es muss immer eine exakt runde Scheibe sein, es muss immer eine Kugel rollen. Entweder immer „zufällig“ der gleiche Einfall oder jeder schreibt beim anderen ab. (Wäre es nicht zufällig, könnte man zumindest eine Erklärung dafür erwarten, warum unbedingt eine Kugel rollen muss und nicht auch ein rollfreies Gleiten möglich ist.) (nicht signierter Beitrag von Dioskorides (Diskussion | Beiträge) 00:15, 17. Jan. 2020 (CET))
- Gleiten wäre auch möglich. Der Reibwert der Scheibe müsste aber klein sein. Beim Rollen der Kugel kann jede Oberfläche verwendet werden. Alternativ gibt's den geworfenen Ball oder den Wasserstrahl.--Wruedt (Diskussion) 08:43, 17. Jan. 2020 (CET)
- Es könnte auch eine Bleikugel sein, die mit "Plastik" ummantelt ist, um das Trägheitsmoment bezogen auf den Radius so klein wie möglich zu halten. Es gibt also etliche Varianten des Versuchs, bei denen man zu Recht die F_C für die Ablenkung verantwortlich machen kann.--Wruedt (Diskussion) 11:00, 17. Jan. 2020 (CET)
- Eine Scheibe sollte es deshalb sein, dass man die seitliche Abweichung, nämlich die auf dem Umfang, sieht. Eine rollende Kugel nimmt man deshalb, weil diese bei Vernachlässigung des Trägheitsmoments (s.oben) kräftefrei ist.--Wruedt (Diskussion) 14:52, 17. Jan. 2020 (CET)
Veranschaulichung II:
Man soll die Menschen „abholen“, da wo sie stehen. Toll. Aber wo? Beim Alltagsphänomen? Das ist zwar interessant, aber oft leider naturwissenschaftlich komplex gestaltet, und wenn dann einigermaßen zuverlässig alles erklärt wird, verliert der wenig Ausgebildete schnell die Übersicht, die Geduld oder überhaupt das Verständnis. Darum greift man dann entweder auf idealisierte Situationen in Gedankenexperimenten zurück oder gestaltet die Realexperimente so, dass die einfachen Alltagsphänomene in ihnen manchmal kaum wiederzuerkennen sind.
Grundsätzliche sehe ich vier Experimentkategorien (vielleicht gibt es noch mehr): 1. Gedankenexperiment – auf einen Effekt reduziert (ohne Rücksicht auf Durchführbarkeit) 2. Gedankenexperiment – auf einfache experimentelle Durchführung reduziert 3. Realexperiment – mit einfacher experimenteller Anlage 4. Realexperiment – mit angestrebter Reduktion auf einen Effekt
Beispiele dafür zum Freien Fall (Alle Körper fallen gleich schnell.): 1. Fallen verschiedener Körper auf dem Mond 2. Fallen von Kugeln aus verschiedenem Material vom Turm 3. Schiefe Ebene 4. Experimente in Falltürmen
In der Ausbildung habe ich früher die Fallgesetze durch die Schiefe Ebene kennengelernt. Vom „freien“ Fall war das doch eher entfernt, wenn ich frei falle, kann ich dort keine schiefe Ebene erwarten.
Nun zur CK. Da sehe ich die Zuordnung: 1. Gegenstand bewegt sich kontakt- und reibungsfrei über rotierender Fläche 2. Reibungsfreie Kugel auf rotierender Scheibe 3. Kugel auf rotierender Scheibe (wie bei 2., natürlich nicht mehr reibungsfrei), Ballwurf oder Wasserstrahl auf Karussell 4. Gleitobjekt auf Paraboloid
Probleme: Die Werte stimmen bei 4. schon recht genau mit den Werten überein, die bei Annahme einer einzigen Ursache (Schwerkraft, CK) theoretisch vorausgesagt werden können, bei 3. aber nicht. Was wir bisher gemacht haben ist Folgendes: Wir wollen 1. demonstrieren (denn darauf gründet sich die Definition), präsentieren dazu „der Einfachheit halber“ 2., lassen das Experiment 3. (Video) durchführen und tun so, als ob wir Resultate aus einem Experiment nach der 4. Art hätten.
Konkret: bei 3. haben wir immer mindestens die Summe von CK und ZK, die haben wir schon bei 2., bei 3. zusätzlich noch Haftreibung, Luftwiderstand etc. etc., zeigen wollten wir aber lemmakonform ein Experiment wie für die Überlegung 1. geeignet (zumindest erwartet das der Leser so), also ein Experiment für die Corioliskraft pur.
- Beim Experiment mit der Scheibe kann die seitliche Abweichung zu 100% (pur) mit der Coriolisbeschleunigung erklärt werden (-2 omega x v'_r). Das gilt auch bei der Spirale. Wenn die Abweichung aber klein ist kommt niemand ins Grübeln. Die Abweichung einer Kraft anzulasten ist eine Eigenschaft von Physikern, die für jede Beschleunigung eine Kraft als Ursache sehen. Es ist also defiinitiv richtig die Corioliskraft als Demo für die CK zu benutzen. Wer's genau wissen will kann in die Theorie schauen. Die Einflüsse der Reibung sind angesprochen, ebenso alternative Experimente.--Wruedt (Diskussion) 08:55, 17. Jan. 2020 (CET)
- Das einzige "Problem" besteht darin, dass in allen Videos zum Thema die Abweichung relativ gering ist, also keine große tangentiale Geschwindigkeit auftritt. Nur in WP wird eine Spirale dargestellt, die zu verstehen offensichtlich schwer fällt. Hatte in der Graphikwerkstatt nach einer Animation angefragt, die eher dem bekannten Versuch entspricht. Es hat sich aber niemand gefunden, der das bearbeitet hätte. Dass die Summe aus CK und ZF beim Scheibenexperiment konstant ist und nach innen gerichtet ist findet so selten und ist daher eine wertvolle Ergänzung.--Wruedt (Diskussion) 09:18, 17. Jan. 2020 (CET)
Veranschaulichung III:
Bei jedweder Veranschaulichung sollte man sich fragen: 1. Was? uns 2. Für wen? Beim gegebenen Problem zu 2. Ein Leser ohne Kenntnis der CK, aber mit math.-nat. Kenntnissen etwa auf Abiturniveau. Zu 1. Es soll die Abweichung bewegter Körper in rotierenden Systemen von der gerade Bahn dargestellt werden.
Unwichtig wäre bei erster Darlegung in einem Gedankenexperiment: - die genaue Bahnkurve - Abweichungen von einem ähnlichen Realexperiment - eine quantitative Betrachtung
Nach einer derartigen vorläufigen Begriffsbildung, die zum Verständnis des Weiteren nötig ist, könnte danach hinzukommen: - Zusammenhang der Größen (Kreuzprodukt) - theoretische Herleitung der CK - Beschreibung der idealen Bahnkurve nur mit der CK - weitere Kräfte im Realexperiment (ZK) - Deutung der realen Bahnkurve
Noch später: - Übertragung auf Realsituationen (Technik, Erde) - Abwandlung von didaktischen Experimenten
Zum Schlagwort der „Abholung der Leser“: Wo? Meist wird dabei an etwas ganz Konkretes gedacht, was nicht erst künstlich, für didaktische Zwecke hergestellt werden muss. Mir fällt dazu nur sowas wie das Teufelsrad ein, aber das haben wir nun schon aus durchaus berechtigten Gründen aussortiert. Die scheinbar einfache, vertraute Realität ist bei genauerem Hinsehen oft so kompliziert, dass sie als unmittelbarer Start für Erklärungen ungeeignet, dem Verständnis nicht dienlich ist.
Wir sollten daher auf das Gedankenexperiment (Typ 1) zurückgreifen, zunächst wirklich nur die Wirkung der CK behandeln, dann die Formeldefinition bringen, danach dann nochmal auf die Scheibe als Realexperiment zurückkommen und die Verbindung zur ZK herstellen. Erst danach Erde und Technik.
Auf keinen Fall vergessen, dass es ja auch einen guten WP-Artikel zur Zentrifugalkraft und anderen Kräften gibt. Das Verlinkungssystem sollte schon genutzt werden. Der Grad der Nutzung ist ja auch ein Qualitätsmerkmal in Auszeichnungskandidaturen. --Dioskorides (Diskussion) 00:23, 17. Jan. 2020 (CET)
- Ich denke die Alltagserscheinung ist ein guter Ort, einen Leser abzuholen. Von daher war die Teufelsscheibe ein guter Ansatz. Allerdings muss bei der Alltagserscheinung der Effekt präparierbar sein. Und daran hat es leider gefehlt. Mir gefällt youtu.be/f_46Zo-os98 am besten, weil es dem Gedankengang "Ich sehe eine nichtgeradlinige Bewegung und folgere da wirkt eine Kraft" entspricht. Ähnlich sehe ich das Kugel-Scheiben-Experiment. Btw.: die Kugel wurde gewählt, weil sie rollen kann und man damit Reibungseffekte erst mal ignorieren kann. Und die Scheibe ist rund, weil besser ausschaut und sie nicht hängen bleibt. --Hfst (Diskussion) 07:27, 17. Jan. 2020 (CET)
- „Allerdings muss bei der Alltagserscheinung der Effekt präparierbar sein. Und daran hat es leider gefehlt.“ Sehr richtig. Um das Ganze in den Griff zu kriegen, habe ich einen Vorschlag in Kapitel „ Zur momentanen Lage …“ hier weiter unten. --Dioskorides (Diskussion) 10:47, 27. Jan. 2020 (CET)