Impuls bei Kreisbewegung
Eine Auto, ein Zug oder ein Flugzeug, das eine Kurve fährt bzw. fliegt, muss Impuls mit der Umgebung austauschen können, damit sich die Bewegungsrichtung ändert. Geht man von einer 90°-Kurve aus und legt die x-Achse in Richtung der Anfangsgeschwindigkeit, so zeigt die y-Achse in Richtung der Endgeschwindigkeit. Das Fahr- oder Flugzeug muss somit während der Kurvenfahrt seinen gesamten x-Impuls abgeben und gleich viel y-Impuls aufnehmen. Folglich bleibt die kinetische Energie erhalten. Bewegt sich das Tansportmittel mit konstanter Schnelligkeit auf einer Kreisbahn, erfolgt der Impulsaustausch mit der Umgebung ohne Energie, ist die totale Leistung aller Kräfte gleich Null.
Im Zusammenhang mit der Kreisbewegung treten zwei Missverständnisse auf, die kaum aus der Welt zu schaffen sind
- die Kreisbewegung wird mit der Rotation verwechselt
- zwei Kräfte, die Zentripetalkraft und die Zentrifugalkraft, verdunkeln das Verständnis der grundlegenden Zusammenhänge
Zum ersten Punkt ist zu sagen, dass Fahrzeuge auf der Kreisbahn eine synchrone Rotation ausführen, bei anderen Objekte wie ein Satellit oder Kreiselkompass Kreisbewegung (Translation) und Drehbewegung (Rotation) völlig entkoppelt sind. Das zweite Missverständnis ist vielschichtiger. Unter einer Zentrifugalkraft versteht man in der Physik eine gravitationsähnliche Trägheitskraft, die nur in einem rotierenden Bezugssystem eingeführt werden darf. Für den aussenstehenden Beobachter existiert im Gegensatz zum mitfliegenden Passagier die Zentrifugalkraft nicht.