Physik: Unterschied Normal und Zentripetalkraft?

[Geldmann3]

Ich bin es mal wieder mit einer Frage zu Physik. Ich bin auf folgende Internetseite gestoßen: Looping (http://schulen.eduhi.at/riedgym/physik/9/achterbahn/looping.htm)

Am Anfang werden verschiedene Kräfte erklärt.
Normalkraft:
verursacht durch den Sitz des Wagens, stets rechtwinklig zur Schiene. Die Normalkraft könnte man auch als das scheinbare Gewicht des Fahrers bezeichnen, denn es ist die Kraft, die beschreibt, was der Fahrer fühlt

Zentripetalkraft:
Achtung: Zentripetalkraft ist nur ein anderer Name für die Resultierende bei Kreisbewegungen. Sie setzt sich aus den wirklich am Körper angreifenden Kräften zusammen und ist nicht eine Kraft, die zusätzlich zu diesen wirkt
Kann mir jemand erklären, wo da der Unterschied ist? Sind das nicht beides resultierende Kräfte, aus den anderen die auf den Körper wirken.

Mein Unverständnis fängt bei der Ersten Formel schon an.
Fres= FG - n = mg - n und Fres = m v² / r
Was soll das "und"?

Generell verstehe ich die Beispiele auf der gezeigten Seite und die resultierende Kraft kann ich mit meinen Rechenwegen nachvollziehen. Nur weiß ich nicht was die da jetzt mit Normalkraft und Zentripedalkraft meinen.

Hier mal kurz eine Rechnung von mir
Angenommen der Wagon durchfährt mit der Geschwindigkeit von 40Km/h einen Looping mit dem Radius von 10 Metern. Der Fahrgast hat eine Masse von 60Kg
Also errechne ich zuerst wie viele m/s 40Km/h sind.
40*1000/3600 = ~11,11(m/s)
Nun kann ich die (Zentrifugal) Beschleunigung ausrechnen.
a = v²/r
a = (11,11m/s) ² / 10m
a = 123,43m²/s² / 10m
a = 12,34m/s²

Als nächtes kann ich mit der Formel für die Kraft die auf den Fahrgast wirkende Zentrifugalkraft errechnen.

Also: F = a * m
F = 12,34m/s² * 60Kg
F = 740,4N
Die wirkende Zentrifugalkraft auf den
Fahrgast ist also 740,4N

Da der Fahrgast am höchsten Punkt des
Loopings jedoch auf dem Kopf stehend von
der Gravition der Erde angezogen wird,
muss ich diese auf ihn wirkende Kraft von
der Zentrifugalkraft abziehen

Angenommen der Fahrgast wiegt 60Kg dann hat er eine Gewichtskraft von
F = 60Kg * ~10m/s²
F=~600N

Nun noch die Diefferenz 740,4N – 600N = 140,4N

Da die Zentrifugalkraft stärker ist als die
Gewichtskraft, wird der Fahrgast an der
höchten Stelle des Looping mit einer Kraft von
140,4N in den Sitz gedrückt. Die Kraft wirkt nach oben.

Aber wie nennt man diese Kraft jetzt? Normalkraft? Ist die Normalkraft etwa immer Senkrecht zur Schiene und die Zentripetalkraft zum Mittelpunkt des Kreises? Ist das nicht das Selbe oder nur umgedreht oder so???

[ux-3]

Ist die Normalkraft etwa immer Senkrecht zur Schiene und die Zentripetalkraft zum Mittelpunkt des Kreises?
Genau.
"Normale" = "Senkrechte"

[Mosher]

Mein Unverständnis fängt bei der Ersten Formel schon an.

Was soll das "und"?


Fres= FG - n = mg - n und Fres = m v² / r





Vielleicht kannst du´s dir so vorstellen:

Fres wird verursacht durch FG - n; Fres bewirkt mv²/r


Das mag zwar jetzt physikalisch nicht exakt sein, aber es sollte deinem Denken doch schon etwas weiter helfen

FG und n sind Kräfte, die real wirken, du kannst beide als Pfeil (Vektor) an deinem Körper angreifen lassen. Wie du weißt, kannst du nun geometrisch eine Vektoraddition durchführen und erhältst einen resultierenden Vektor, der Fres ergibt.

Jetzt willst du ja nicht nur wissen, wie groß Fres ist, sondern willst eventuell auch wissen, wie schnell du bei gegebenem Radius fahren musst, um nicht aus dem Looping zu fallen:

Fres = mv² / r, und rechnest dann damit weiter

edit: an alle, die mich jetzt lynchen wollen, ob der scheinbar willkürlichen Verwendung von Vorzeichen und nicht Vorhandenseins von Vektorpfeilen, bzw. der Unterscheidung zwischen Vektoren und Skalaren:
Man möge mir verzeihen. Ich denke für das Verständnis des TS ist das ERST EINMAL noch nicht so wichtig.

[Mosher]

doppelpost

[Sewing]

Nochmal den Tip dir ein vernünftiges Physik Buch zu besorgen! Diese Internet Seiten sind einfach meistens sehr mies =/


Stells dir anders vor:


Summe F= ma

Summe F sind hier die Normalkraft und die Gewichtskraft.

Also: Fg-Fn=ma

Und für die Beschleunigung a setzt du jetzt die Zentripetalbeschleunigung v²/r ein, denn

Durch die Wirkung der Zentripetalbeschleunigung ändert sich nicht der Betrag der Geschwindigkeit der Bewegung, sondern deren Richtung. Die Zentripetalbeschleunigung ist auf den momentanen Krümmungsmittelpunkt der Bahn gerichtet. Bei einer Kreisbewegung steht sie senkrecht zur Bahn des kreisenden Körpers und entspricht der Normalbeschleunigung.

da es sich nicht um eine translatorische Beschleunigung handelt!

Also folgt: mv²/r = Fg - Fn


http://de.wikipedia.org/wiki/Zentripetalbeschleunigung

[Geldmann3]

Mein Verständnis hört hier leider leicht auf. Doch die Hoffnung stirbt zuletzt:wink:
Genau.
"Normale" = "Senkrechte"
Ok soweit verstanden

Fres wird verursacht durch FG - n; Fres bewirkt mv²/r
Da frag ich mich jetzt unwissend wie ich bin.
Was ist denn jetzt n? Die Kraft die Senkrecht wirkt?
Also steht da übersetzt.
Zentripetalkraft wird verursacht durch die Gewichtskraft und die resultierende Kraft die Senkrecht wirkt...
:eek: AHA Vielleicht hab ichs jetzt ansatzweise, dass ist dann das Resultat aus den angreifenden Vektoren?

Aber ist es dann nicht bei n genauso? Könnte ich da nicht auch die Zentripetalkraft als Vektor miteinbeziehen. Denn soweit ich jetzt weiss steht n ja nur für die senkrecht wirkende Kraft, die doch auch von der nicht immer senkrecht wirkenden Zentripetalkraft als "Vektor" beeinträchtigt wird. Oder lässt man bei n dann einfach diese Rechnung weg?

Oder ist n nur die Senkrecht wirkende Kraft und wird gar nicht verrechnet? Dann wäre n wenn der Wagen nicht gerade genau oben oder unten ist immer nur die Gewichtskraft.

Ajajaj ich muss noch viel lernen.