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schnell zu Formeln für Corioliskraft und Zentrifugalkraft


CC-BY-NC-SA 3.0

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grünesKraft ?? Zentrifugalkraftnoch mal auf die Schnelle mit Vektoren wie merke ich mir welche Faktoren da reinkommen wo Kreuzproduktreinkommenich habeeineOrtsangabefür meinmaterietesich bewegen soll eine Ortsangabeim rotierenden Systemeines Ortsvektor X er abhängig von der Zeit T und eine Kraftdie darauf wirktim rotierenden Systemich habemein Ortsvektor im rotierenden System von dem Körper den ich betrachteund die Kraftausgedrückt in den Koordinatendes rotierenden Systems das man hier mit FR alles ausgedrückt in den Koordinaten des rotierenden Systemszum BeispielErde undobendreinauch noch die Koordinaten ausgedrückt im festen Systemim festen System gilt Newtonwie üblichund die Frage ist was passiert im rotierenden Systemder Zusammenhangist eine Rotationwird beim rotierenden System alsoschreibe den Zusammenhang mal so rum auf wie komme ich in das feste Systemzur Zeit Twas ist ein Ortsvektor zur Zeit die im festen System ein RotationMatrixje nach Zeit T angewendetauf den Ortsvektor im rotierenden System und sie messenin den Erdkoordinaten?? und dann können sie innerlich wertvolle Zeit drehen und haben die Koordinaten im festen System in Ortsvektor im festen System ist die Gleichung von der ?? startetjetzt wenn ich Newton an und gucken was passiertwenn auf den körperfesten Systemen keine Kraft wirktdie Chance also wenn Körper im festen System unbeschleunigteine gleichförmigeBewegungdann heißt das die zweite Ableitung ist null sieben Ortsvektor nehmen im Festsystemund leiten den zweimal ab dann kriegen sie Nullvektor rausBeistrich sich entlang einer geraden mit konstanter Geschwindigkeitdas wäre die unbeschleunigte Bewegung die Beschleunigung des dass er janicht ?? Westsystem soll Null seinund es guck ich okay was wird das bedeuten für das rotierenden Systemrotierende Systemkriege ich Beschleunigung rein welche Kriege ich schreib was sind dann die Kräftedie ich scheinbar sehe im rotierenden System das völlig ausreichen und dann kommen eben Coriolis-Kraftund Zentrifugalkraftdabei raus hiermit starte ich jetzt würde ich mir okay wenn ich die zweite Ableitungsbildervon den?? das kann ich ja machen indem ich Rotation Matrix mal den Ortsvektor im gedrehten System zweimal pleite das habe ich zu tun Rotation Matrixmal den Ortsvektor im gedrehten Systemdes ?? zweimal abgeleitet werden schafft es also wie kriegt das hin wie leiten Sie sowas ab erst mal einmal ableitenda bleibt noch eine Ableitung übrig wie leiten Sie den Ausdruck in drin jetzt einmal ab und dann leite ich noch mal abdie Produkte alsoeher von Teddy Rotation Matrix ableiten nach der Zeit mal X R T plus andersrum die Rotation Matrix wie sie war mal die komplette Geschwindigkeitsvektorim rotierenden System das wäre Produktregelsie aber noch mal ableitenhier beim ersten die Produktregel anwenden alsoer zum zweiten Mal ableitenMatrix R und T plusentstehen lassen und den Ortsvektor ableiten erben Punkt mal X von T Punktdas war die Produktregel für den ersten Teilschlusses für den zweiten Teil die Produktregeleher ableitenX Punkt stehen lassen R PunktX Punkter Tplus erstehen lassen X Punkt noch mal ableiten er von dir im Vergessen eher von TX zwei Punkt er fand die ?? zusammenfassenden und den könnte zusammenfassenes kommt also raus dass es die zweite Ableitung der RotationMatrixmalden Ortsvektorich gerade keinen freigegeben habe pluszweimaloder so Smarties ableiten Ortsvektor ableiten groß oder Zoos Matrixund die Beschleunigungim gedrehten Systeminsbesondere sehen sie hier passen schon auf ein Faktor zwei diese beiden jährlich zusammengefasstals der Faktor zwei vorgekommendoch gleich wieder auf von prominenter Stelledas einzige was mir so zu Glück fehlt ist die Ableitung von der Rotation Matrix die zweite Ableitung von der Rotation Matrixist muss man sich an die Kreisbewegungerinnernein Ding fliegtum eine Rotationsachseherum OrtsvektorXPflicht und die Rotationsachseherumwas du die Drehungim Ortsvektor an wie wirkt die Drehungder Witz ist ja sie bewegen sich senkrechtzu dem Ortsvektorund senkrecht zu der Drehachsedas schreit so fürchterlich nach Vektorproduktsie können dieses Er Punkt sie ersetzen durch das jetzt lustig aus die Drehungvon Omegakreuzdas was dahinter steht das es eher Punkt was ich ?? doch ausführlich erklären?? drüber nachdenken wie wirkt die Ableitungder Drehungsmatrixsie müssen senkrechtzu der Drehachse und senkrecht zum Ortsvektorweiter transportieren hier oder senkrecht zu den wechselte der hinten steht genauer gesagt was ist das Omega Kreuzmusterrein und da muss ich weiterhin noch drehen wenn ich da binmuss ich dann auf die Rotation Matrix haben hier vornebei dem er zwei Punktwas sie das zweimal ineinandersie kriegen Omega Kreuz das was dahinter stehtund noch mal Omega Kreuz und die Rotation Matrixmit zwanzig Watt jeweils auf meinKomma was dann insgesamt rauskommt ist folgendes sie kriegen sie sechs hundert und zwanzig hundert und zwanzig oder sonst Matrix insgesamt Rotation Matrix mal mit steterOmegaKreuzOmegaKreuzder Ortsvektor im gedrehten Systemwar wirklich alles darein den ich ausgeklammert plus zwei also plus zweimalOmega Kreuzder Geschwindigkeitsvektorim gedrehten Systemso plus er ausgeklammertdie Beschleunigungim gedrehten Systemalso muss man noch einmal ihren Schwanz rein stecken die Ableitung einer Drehung Sie drehen ein bisschen um was ändert sich der Rektor den sie gedreht haben die zweite Ableitung genausodas kostet noch bis in die Hirnschmalznicht zu viel um hier obiger Kreuz unter obiger Kreuz oder Kreuz zu kommen mit kriegen das raus das muss lol sein was hier steht war eigentlichmal die Beschleunigungim festen Systemmöchte keine Beschleunigung Festsystem haben das solle Nullvektor sein oder Zoos Matrixmal irgendwas solle Nullvektor sein das heißtwas hier drin stehtmuss Null sein der Nullvektor seinwird kann ich auflösendie Beschleunigungim gedrehten Systemstelle sich jetzt auf ?? gedrehten Systems minus der ganze Rest ist also minusOmega KreuzOmegaKreuzwegsHerr der Ortsvektorim gedrehten Systemminus zwei mal Omegakreuzsechs er Punkt habe ich da vergessensie einen Monat ?? Punkt X er Punktdas ist dieProduktregel zweimal angewendetund diesen Trick hier mit obiger Kreuz muss man sich überlegenwas jetzt hier steht wenn dieser mit der Masse verzieren ?? auf beiden Seiten und die Masse dazu Massemal X ist gleich Minusmasseminus zwei mal Masseund übernachten Wasser dazudann habe alles beisammen hier steht jetzt die Kraftim gedrehten System welche Kraft bescheinigtzu haben im gedrehten System Masse mal Beschleunigungim gedrehten System und ersehen Sie es was das ist welche von den Arbeiten ausdrücken ist die Zentrifugalkraftder erste dritte zweite was ist die ZentrifugalkraftPatientenist die Coriolis-Kraftsenkrechtzum Geschwindigkeitsvektorim gedrehten System klarer Fingerzeigund nebenbei sieht man gekonnt mit zwei dazuerstaunlicherweise?? wir zwei Term zusammengefassthatten vor ?? Scott hatte zwei drinnen senkrecht zur Achse senkrecht zur Geschwindigkeit im gedrehten System und die Zentrifugalkrafthat zwei Kreuzprodukte können sie ist also senkrecht zur Achseja aber sie ist nicht senkrecht zur Positiondenkt auch nicht von der Geschwindigkeitabsehen hier die Geschwindigkeit der Klinik als Vektor kommt hier nicht vorBetreuungskraftund Geschwindigkeitkönnte man sich auf die Schnelle herleiten?? das mit derCoriolis-Kraftdem Steinwurf erklärtsie können es auch relativ einfach ausrechnendiesen Trick hier muss man sich mal fünf Minuten lang überlegenLeertaste Ableitung der Rotation Matrix ?? Kreuzprodukt wird