Stellen Sie sich vor, Sie wollen einen Becher Kaffee trinken und versuchen dies unter den Bedingungen
a)-c), die in Abbildung 1.4 dargestellt sind: a) Sie befinden sich in Ruhe, b) Sie fahren mit konstanter
Geschwindigkeit und c) jemand fährt Sie mit seinem sportlichen Fahrstil auf einer kurvenreichen Strecke.
Abbildung 1.6:
Inertiale und beschleunigte Bezugssysteme
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Was passiert? a) und b) Sie trinken in Ruhe Ihren Kaffee, c) Sie trinken keinen Tropfen, müssen sich aber nach der 4. Kurve umziehen!
In den Situationen a) und b) ''erleben'' Sie Inertialsysteme. Sie sind vollständig gleichwertig zur Beschreibung physikalischer Vorgänge: es wirken nur die wahren Kräfte (hier die erdnahe Gravitation). Das Auto in c) bildet ein beschleunigtes Bezugssystem: neben den wahren Kräften treten Scheinkräfte auf, die immer entgegen der Beschleunigungsrichtung wirken.
B1.1 Simulation der Schwerelosigkeit im Sturzflug.
Um Astronauten unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit zu trainieren, stellen NASA und ESA
Großraumflugzeuge zur Vefügung, die aus großer Höhe auf einer parabolischen Flugbahn (Wurfparabel) für einige Sekunden zur Erde stürzen. Die Gravitation in Erdnähe ist nahezu konstant und es gilt
Abbildung 1.7:
Simulation der Schwerelosigkeit in einem frei fallenden beschleunigten Bezugssystem S'.
a)Flugbahn im Inertialsystem S b)Wahre-(
) und Scheinkräfte (
) im beschleunigten System S'.
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Die Scheinkraft, die durch die mit der Erdbeschleunigung g frei fallenden Flugkabine S' hervorgerufen
wird, ist der Bewegungsrichtung entgegengesetzt, also
Die bezogen auf S' an einem beliebigen Körper wirkende Gesamtkraft ist somit
der Körper relativ zur Flugkabine damit schwerelos.
U. Lechner, H.J. Lüdde
