Techniklexikon

Zentrifugalkraft

Fliehkraft Klassische Mechanik, Fliehkraft, Schwungkraft, Trägheitskraft auf Körper in rotierenden Bezugssystemen, die stets senkrecht zur (momentanen) Drehachse nach aussen gerichtet ist und für einen Massepunkt P der Masse m mit dem senkrechten Abstand r von der Drehachse den Betrag F = mrw² hat, wobei w die Winkelgeschwindigkeit der Drehung ist (siehe Abb.). Der Zentrifugalkraft entspricht eine Zentrifugalbeschleunigung vom Betrag a_z = rw² und derselben Richtung wie F. Die Abhängigkeit der Zentrifugalbeschleunigung vom Ortsvektor r des Massepunktes und dem Vektor w der Winkelbeschleunigung ist .

Am einfachsten bestimmt sich die Zentrifugalkraft bei der Kreisbewegung. r ist hier mit dem Abstand vom Kreismittelpunkt identisch, und F ist stets senkrecht nach aussen gerichtet. Bei rotierenden starren Körpern, z.B. Schwungrädern, Ankern von Motoren oder Generatoren und Läufern von Turbinen, heben sich die Wirkungen der Zentrifugalkräfte aller Massepunkte gegenseitig auf, wenn die Achse durch den Schwerpunkt geht und die Richtung einer der Hauptträgheitsachsen hat. Andernfalls ergeben sich eine resultierende Zentrifugalkraft und ein resultierendes Drehmoment, die die Achse und die Achslager bei hohen Drehzahlen so stark beanspruchen können, dass das System zerstört wird. Eine weitere Folge der Zentrifugalkraft ist die Abplattung der Himmelskörper. Auf der Erde bewirkt die Zentrifugalkraft eine Lotabweichung aus der Richtung auf den Erdmittelpunkt, d.h. das Zentrum der Erdanziehung (Erdbeschleunigung) hin.

Zu den bekanntesten Auswirkungen der Zentrifugalkraft gehört, dass die Insassen eines Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve oder die Benutzer eines Karussels während der Umdrehung nach aussen gedrückt werden. Technisch ausgenutzt wird die Zentrifugalkraft bei Zentrifugen, Zentrifugalpumpen und Fliehkraftreglern.

Zentrifugalkraft: Bei einer Kreisbewegung eines Massepunktes P der Masse m mit senkrechtem Abstand r von der Drehachse tritt die Zentrifugalkraft F mit dem Betrag  auf, wobei w die Winkelgeschwindigkeit der Drehung ist.