Nicht jede Kraft, die auf einen Körper in einer Kreisbewegung wirkt, wirkt dabei auch als Zentripetalkraft. Ein typisches Beispiel ist die in der folgenden Tabelle dargestellte Situation im Achterbahn-Looping. Während der gesamten Kreisbewegung wirkt auf den Wagen die Gewichtskraft ein. Die Gewichtskraft wirkt aber zu jedem Zeitpunkt nach unten, während die Zentripetalkraft zu jedem Zeitpunkt auf das Drehzentrum gerichtet sein muss. Die Gewichtskraft kann also nicht an jedem Punkt für die Aufrechterhaltung der Kreisbewegung verantwortlich sein. In solchen Fällen hilft es, wenn du dir gezielt bestimmte Punkte auf der Kreisbahn anschaust und die Kräfteverhältnisse bestimmst:
Beispiel für eine Kreisbewegung mit zusätzlich wirkenden Kräften:
Sieh dir für das Beispiel des Achterbahnloopings verschiedene Punkte auf der Kreisbahn an, indem du den Schieberegler unter der Grafik verstellst. Beachte dabei, dass der Betrag der resultierenden Zentripetalkraft stets konstant bleibt. Im Beispiel wird der Einfluss der Gewichtskraft durch eine Zunahme der Normalkraft im Tiefpunkt des Loopings und durch eine Abnahme der Normalkraft im Hochpunkt des Loopings ausgeglichen.
Verständnisaufgabe
Aufgabe
Du schwenkst deinen Schlüssel vertikal an einem Band auf einer Kreisbahn, sodass dieser einen Looping schafft.
Wähle die Punkte aus, an denen die Gewichtskraft des Schlüssels keinen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Kreisbewegung leistet!
Zusatz: Welche Aussage kann zu den Punkten getroffen werden, die zwischen den hier aufgelisteten liegen?