Bei der gleichförmigen Kreisbewegung ist der Betrag der Geschwindigkeit konstant, ihre Richtung ändert sich ständig. Kenngrößen sind Umlaufdauer T, Frequenz f, Winkelgeschwindigkeit ω und Bahngeschwindigkeit v = ω·r.
Bedeutung (Warum?)
Die Winkelgeschwindigkeit \(\omega=2\pi/T\) ist für alle Punkte einer rotierenden Scheibe gleich; die Bahngeschwindigkeit wächst mit dem Radius. Weil sich die Richtung von \(\vec v\) ändert, ist die Bewegung beschleunigt.
Nutzen (Wozu?)
Rotierende Maschinenteile (Mähwerk, Prüfung 2025), Karussell, Satelliten, Planeten. Grundlage für Zentripetalkraft und Gravitation in FOS 12. Thema in Physik der FOS/BOS (Technik), Jahrgangsstufe 12.
Funktionsweise (Wie?)
Aus Drehzahl \(n\) pro Minute: \(f=n/60\,\text{s}\), \(\omega=2\pi f\). Die Geschwindigkeit liegt tangential, die Beschleunigung zeigt zum Mittelpunkt. Winkel im Bogenmaß!
Praxisbeispiel (Wo?)
Rotor mit \(\omega=57\,\tfrac1{\text{s}}\), Radius \(0{,}435\,\text{m}\): \(v=57\cdot0{,}435\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}\approx24{,}8\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}\), Umläufe pro Minute \(n=\tfrac{57\cdot60}{2\pi}\approx544\).
Merksatz
ω gleich für alle Punkte, v = ω·r wächst nach außen. v tangential, a zum Mittelpunkt. Bogenmaß.
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