Basiswissen

Bei Kreisbewegungen unterscheidet man drei Arten einer Beschleunigung: a) die Tangentialbeschleunigung in Bewegungsrichtung, b) die Zentrifugalbeschleunigung nach außen und c) die Zentripetalbeschleunigung zum Kreismittelpunkt hin. Alles drei sind hier kurz erklärt.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Die Frau am äußeren Rand wird von der Seitenwand nach innen gedrückt. Die Seitenwand übt die Zentripetalkraft der Kreisbewegung aus, indem sie die Frau auf der Kreisbahn hält. Eine Tangentialbeschleunigung wirkt nur, wenn sich die Geschwindigkeit der Frau entlang der Kreisbahn ändert. © Superbass (Wikimedia) ☛

Tangentialbeschleunigung

Auf der Kreislinie entlang: die Tangentialbeschleunigung gibt die Geschwindigkeitsänderung pro Zeit auf der Kreisbahn selbst an. Ein Pferd auf einem Kinderkarusell erfährt eine Tangentialbeschleunigung, wenn das Karusell anfährt oder abbremst, nicht aber während des normalen Betriebes mit konstanter Bahngeschwindigkeit. Lies mehr unter Tangentialbeschleunigung ↗

Zentripetalbeschleunigung

v²/r oder r·ω² als Terme und von der Wirkung her zur Kreismitte hin: Die Beschleunigung, die ständig senkrecht zur Bahn und damit zur Kreismitte hin wirkt: diese Beschleunigung hält den Körper auf der Kreisbahn. Auch das Wort Radialbeschleunigung ist üblich. Radialbeschleunigung kann aber als Zentrifugalbeschleunigung nach außen wirken. Wirkt die Radialbeschleunigung nach innen, heißt sie präzisierend Zentripetalbeschleunigung ↗

Zentrifugalbeschleunigung

v²/r oder r·ω² als Terme von der Wirkung her zur Kreismitte weg: die Zentrifugalbeschleunigung wirkt - wie auch die Zentrifugalkraft - vom Kreismittelpunkt nach außen, genau entgegengesetz zur Zentripetalbeschleunigung. Zentrifugal- und Zentripetalbeschleunigung haben immer denselben Betrag, das heißt, die Zahlenwerte unterscheiden sich nur nach dem Vorzeichen. Für alle Rechnungen kann man deshalb auch rechnen mit der Zentrifugalbeschleunigung ↗

Radialbeschleungigung

Radialbeschleunigung ist der Überbegriff zur Zentripetal- und Zentrifugalbeschleunigung, wird aber auch als Synonym für die nach innen gerichtete Zentripetalbeschleunigung verwendet^[5] oder für die nach außen wirkende scheinbare Zentrifugalkraft^[6] verwendet. Darüberhinaus hat das Wort Radialbeschleunigung noch eine vierte Bedeutung in der Astronomie, die sogar nicht mit einer Kreisbewegung zu tun hat. Zu den verschiedenen, uneinheitlich verwendeten Bedeutungen dieses Wortes siehe auch den Artikel zur Radialbeschleunigung ↗

Wird das Wort Kreisbeschleunigung verwendet?

Von Fachbüchern eher nicht. Eine Stichprobe in den Registern verschiedener Lehrbücher der Physik^[1]^[2]^[3]^[4] brachte keinen Eintrag zum Stichwort Kreisbeschleunigung. Stattdessen wurden aber die präziseren Begriffe Tangential- oder Radialbeschleunigung gefunden. Man sollte das Wort Kreisbeschleunigung wegen seiner Mehrdeutigkeit besser durch präzisere Begriffe ersetzen, wie oben vorgeschlagen.

Fußnoten

[1] Kein Eintrag zu Kreisbeschleunigung: Oskar Höfling: Physik. Lehrbuch für Unterricht und Selbststudium. Fünfzehnte Auflage. 1994. ISBN: 3-427-41045-5.

[2] Kein Eintrag zu Kreisbeschleunigung: Das Große Tafelwerk. Cornelsen Schulbuchverlage GmbH, Berlin. etwa 160 Seiten. 2014. ISBN: 978-3-464-57146-0.

[3] Kein Eintrag zu Kreisbeschleunigung: David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker: Halliday Physik. Bachelor Edition. John Wiley & Sons. Inc. 2001. Deutsche Ausgabe. ISBN 978-3-527-40746-0.

[4] Kein Eintrag zu Kreisbeschleunigung: Richard T. Weidner; Robert Sells: Elementare moderne Physik. Verlag Friedrich Vieweg & Sohn, Ausgabe von 1982. ISBN: 3-528-8415-4.

[5] Die Radialbeschleunigung als Synonym für die Zentripetalbeschleunigung, am Beispiel eines Fadenpendels: "… die Radialbeschleunigung ist stets in Richtung des Fadens vom Körper zum Aufhängepunkt gerichtet." (Seite 48), sowie am Beispiel einer "gleichmäßigen Kreisbewegung", für die festgehalten wird, dass "der Beschleunigungsvektor auf dem Geschwindigkeitsvektor senkrecht steht", und: "Man bezeichnet diese Art von Beschleunigungen als Normalbeschleunigungen, Zentripetalbeschleunigungen oder Radialbeschleunigungen." Als Formelzeichen wird ein kleines lateinisches a mit einem querliegenden Pfeil als Symbol für eine Vektorgröße angegeben. (Seite 57). In: Oskar Höfling: Physik. Lehrbuch für Unterricht und Selbststudium. Fünfzehnte Auflage. 1994. ISBN: 3-427-41045-5. Dort im Kapitel "Mechanik". Siehe auch Zentripetalbeschleunigung ↗

[6] Die Radialbeschleunigung als Zentrifugalbeschleunigung: "Zeichnet man im dreidimensionalen euklidischen Raum einen Punkt als Ursprung aus und zeichnet den Verbindungsvektor vom Ursprung zu einem Kurvenpunkt (Radiusvektor), dann nennt man die Beschleunigungskomponente in dieser Richtung die Radialbeschleunigung." In: Guido Walz: Spektrum Lexikon der Mathematik. Band 1. A bis Eif; 2000; ISBN: 3-8274-0303-0. Dort der Artikel "Beschleunigung". Siehe auch Zentrifugalbeschleunigung ↗