Berechnung der Corioliskraft
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Hi leute,
auf http://de.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft#Berechnung wird eine Formel zur Berechnung der Corioliskraft gezeigt. Ich verstehe aber nicht so ganz, was mit "Winkel zwischen Drehachse und Bewegungsrichtung" gemeint ist, also der letzte Faktor. Wenn man folgende Aufgabe nach genau dem Winkel auflöst (Rest ist ja bekannt und Winkelgeschw. der Erde hab ich (2 * Pi) / (24 * 3600s) genommen), dann erhalte ich ~1,9°
http://de.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft#Wie_gro.C3.9F_sind_typische_Corioliskr.C3.A4fte_des_Alltags.3F
(3200N = 400 000 kg * 2 * 250 (1000m/3600s) * ((2 * Pi) / (24 * 3600s)) * sin θ)Aber was genau gibt der Winkel jetzt an?
Vielen Dank für eure Bemühungen schonmal im voraus
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Hi !
Der Winkel zwischen Drehachse und Bewegungsrichtung ist im Falle der Kugel auf der Scheibe 90°
Bei 90 Grad ist die Kraft maximal. ( sin(90°) = 1 )
Dann ist sin θ = 1 und kann wegfallen.
Sollte eine Kraftkomponente berechnet werden, die nicht senkrecht zur Drechachse ist, dann muss der sinus des Winkels berücksichtigt werden, die Kraft wird dann kleiner.
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ok danke soweit mal! aber woher kommen dann die 1,9°? beim ICE bsp. hab ich ja alle angaben, sogar die Corioliskraft selbst, und so hab ich dann den winkel errechnet. aber 1,9° zwischen Frankfurt-Köln und Erdachse... da muss doch was faul sein.
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Ede schrieb:
ok danke soweit mal! aber woher kommen dann die 1,9°? beim ICE bsp. hab ich ja alle angaben, sogar die Corioliskraft selbst, und so hab ich dann den winkel errechnet. aber 1,9° zwischen Frankfurt-Köln und Erdachse... da muss doch was faul sein.
Äh, die Kraft ist doch nicht davon abhängig, welchen Gesamtwinkel ich überstreiche (also: die Corioliskraft in Köln ist unabhängig davon, ob ich meinen Zug abstelle oder nach Hamburg weiterfahre). Abgesehen davon hast Du dich einfach verrechnet, denk ich mal.
Rechnen wir mal gemeinsam nach:
m = 400 t
v = 249km/h ~= 69 m/s
phi = 51°, sin(phi) ~= 0,77 (Köln)
w = 2pi/24h = 7,27*10^-5 HzFc = 2 m v w sin(phi) ~= 3090 N
Das ist eine ziemlich einfache Formel, die den Sachverhalt etwas reduziert beschreibt, nämlich auf einer Kugeloberfläche in exakter Nord-Süd-Richtung. Die Corioliskraft wirkt prinzipiell bei Bewegungen auf die Drehachse zu oder weg. Es ist keine so schlechte Idee, sich die genauen Geschwindigkeitsvektoren mal hinzumalen und das Kreuzprodukt von Hand auszuwerten und sich außerdem zu überlegen, wie die Coriolis-Kraft auf einer 2D-Scheibe funktioniert, wo die Geschwindigkeit senkrecht auf der Bewegungsachse steht (da paßt die Wikipedia-Formel nämlich nicht).
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Ede schrieb:
...
da muss doch was faul sein.Wenn ich die von dir gerundeten Werte eintippe dann komme ich auf ca. 52°
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wie genau hast du denn das gerechnet? also nur mit den werten von wikipedia, ohne vorher die geographische breite von köln zu kennen.
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Ich habe die Formel, die du eingangs gepostet hast nach sinθ umgestellt und dann den arcsin gebildet.
Edit:
Hab grade nachgeguckt, Köln und Frankfurt liegen beide auf ca 50° Breitengrad.
Wenn man also bedenkt, das die Werte gerundet sind, ist doch 52° als Ergebnis schon gar nicht so übel ?
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oh ja, jetzt hab ichs auch, danke nochmal für die hilfe.
Muss mich wohl irgendwo verrechnet haben
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Daniel E. schrieb:
... wo die Geschwindigkeit senkrecht auf der Bewegungsachse steht (da paßt die Wikipedia-Formel nämlich nicht).
Warum denn nicht? dann ist sin 90° = 1
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up sorri, denkfehler
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hättest du mir dann vielleicht noch ne andere Formel parrat?
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Naja, in der Wiki-Formel ist phi ja der Breitengrad. Man muß sich die Bedeutungen der Formelzeichen schon klar machen. Korrekterweise rechnet man bei allgemeinen Bewegungen das Kreuzprodukt aus, die Darstellung in der englischen Wikipedia sieht da recht ausführlich aus.
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Ede schrieb:
Daniel E. schrieb:
... wo die Geschwindigkeit senkrecht auf der Bewegungsachse steht (da paßt die Wikipedia-Formel nämlich nicht).
Warum denn nicht? dann ist sin 90° = 1
Klar, die Formel gilt auch für 2D Scheiben und zwar kann dort die Geschwindigkeit sowohl radial als auch tangential zur Drehachse verlaufen. Der Geschwindigkeitsvektor ist dann in beiden Fällen senkrecht zur Drehachse, wenn sich das Objekt auf der Kreisscheibe bewegt.
Ja, dann ist sin 90° = 1 aber entlang des 51° Breitenkreises sind es eben keine 90°, sondern 51°.
Wenn man den Fall der 2D Scheibe überträgt, dann wird das mit dem Winkel klar.Was willst du denn mit einer anderen Formel ?
Ausser der Formel in der Vektordarstellung wirst du wohl keine andere Formel für die Corioliskraft finden, nehme ich mal stark an. Darüber hinaus sind die Werte ja schon gegeben, nämlich u.a. die Beträge der Geschwindigkeitsvektoren. Es hätte demzufolge also wenig bis gar keinen Sinn, mit irgendwelchen Kreuzprodukten zu hantieren, man würde schliesslich wieder zu den gegebenen Beträgen gelangen und das Ergebnis bliebe das gleiche.
Die Formel von Wikipedia ist schon in ordnung.
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Nunja, bei Bewegungen auf einer Kugel, wobei Du dich senkrecht nach innen bewegst, ist Fc = 2 m w v cos(phi), also schon mal ziemlich anders.
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Daniel E. schrieb:
... auf einer Kugel, wobei Du dich senkrecht nach innen bewegst, ...
Bin doch kein Maulwurf, oder n Regenwurm
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proggingmania schrieb:
Daniel E. schrieb:
... auf einer Kugel, wobei Du dich senkrecht nach innen bewegst, ...
Bin doch kein Maulwurf, oder n Regenwurm
also nochmals vielen dank euch beiden!
ich habs soweit geschnallt, dachte nur man müsste am äquator was besonderes beachten oder es gibt ne allgemeinere formel oder so.