Schwungkraft.
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Schwungkraft.
zu zerlegen, deren eine dem nächsten
Elemente ds', die andere der Normale
parallel ist. Diese Normale ist völlig
bestimmt, wenn man es mit einer Fläche
zu thun hat. Hat man eine Linie, so
muss dieselbe mit beiden Elementen ds
und ds' in einer Ebene, welche bekannt
lich Krümmungsebene heisst, liegen, und
die entsprechende Normale ist also die
Hauptnormale.
Ist nun dl der Winkel zwischen bei
den Elementen, zerfällt also die Ge
schwindigkeit v in die beiden Seiten
kräfte v cos dl und v sin dl, oder da dl
verschwindend klein ist, in v in der
Tangentialrichtung und vdl in der Nor
malrichtung : diese letztere Seitenkraft
heisst: Centrifugalkraft. Sie wird
durch den Gegendruck der Fläche oder
Linie, die man auch Centripetal-
kraft nennt, aufgehoben, und wird erst
dann zur Wirkung kommen, wenn dieser
Gegendruck kleiner als die Grösse vdl
ist. Die wirkliche Bewegung mit Ge
schwindigkeit v ist tangential an die
Linie oder Fläche. Bei der letzteren ist
die Richtung derselben ebenfalls völlig
bestimmt, denn sie liegt mit der Nor
male und dem Elemente ds in einer
Ebene. Diese Ebene ist die Krüm
mungsebene. Bekanntlich hat die kür
zeste Linie auf einer Fläche die Eigen
schaft, dass in jedem ihrer Punkte die
Normale an die Fläche sich in ihrer
Krümmungsebene befindet, und hieraus
folgt der Satz:
„Wenn ein Punkt von keinen con-
tinuirlichen Kräfte angegriffen sich auf
einer Fläche bewegt, so wird er auf
derselben sich in einer kürzesten (geo
dätischen) Linie bewegen“.
Bekanntlich ist dieser Satz ein beson
derer Fall des Satzes von den kleinsten
Actionen. — Würde der Punkt noch
von constanten Kräften angegriffen, so
kommen bei diesen Betrachtungen noch
diese hinzu, wodurch die Bewegung mo-
dificirt wird; jedenfalls aber kann man
auch hier von Centrifugalkräften sprechen,
wenn man von den continuirlicheu Kräf
ten absieht, oder diese besonders be
trachtet. — Ist r der Krümmungsradius
des Elementes, d. h. denkt man sich
durch die drei Endpunkte der Elemente
ds und ds' einen Kreis mit Radius r ge
legt, so ist offenbar ds — rdl. Also,
wenn wir die Centrifugalkraft mit C
bezeichnen:
^^ vds v 2 dt
r r
Die Centrifugalkraft ist also unendlich
klein gegen die Geschwindigkeit, und
von derselben Ordnung, wie die con-
tinuirlichen Kräfte, z. B. die Schwere gdt.
Sieht man also wie dort von dem Factor
dt ab, so kann man schreiben:
Am einfachsten ist der Fall, wenn sich
der Punkt in einem Kreise bewegt; man
hat dann, wenn .9- die Winkelgeschwin
digkeit ist:
i: = r.9, also C~r9 2 .
Ist die Winkelgesshwindigkeit constant,
und 3' die Zeit, in welcher der ganze
Kreis zurückgelegt wird, so ergibt sich:
JL —
2/i “ T ’ T ’
also:
n _ 4n 2 r
C - T2 •
Dieselbe Grösse muss also auch der
Widerstand der Fläche oder Linie oder
die Centrifugalkraft haben, wenn der
Punkt daselbst verbleiben soll.
Bei der Rotation der Erde um ihre
Axe hat ein Punkt auf der Oberfläche
in der Breite « die Entfernung
r ~ o cos a
von der Erdaxe, er beschreibt also einen
Kreis mit diesem Radius. Die Zeit, in
welcher derselbe zurückgelegt wird, be
trägt 24 Stunden oder 24 • 60 • 60 Secun
den; es ist also die Centrifugalkraft:
n _ 4n 2 p cos ce
L ~ 24*60*60**
Befindet sich der Punkt nicht auf der
Oberfläche der Erde, so ist für q die
Entfernung vom Mittelpunkt derselben
zu nehmen. Findet aber das erstere
5400
statt, so ist q in Meilen gleich ——, also:
. w ... 5400 • 24000 ,
in lassen gleich und somit:
2/i
_ 5n cos a
C ~ 144 ;
auf dem Aequator ist diese Grösse
oder ungefähr gleich 0',11 = 1",3.
Befinde sich der Punkt in der Entfer
nung 11 vom Mittelpunkte der Erde, und
sei () der Erdradius, so wird der Punkt
durch die Schwere allein gehindert, sich
von der Erde zu entfernen. Die Inten
sität der Schwere in dieser Entfernung
i/p 2
ist gleich