Was ist Kreisbewegung?

In der Physik ist Kreisbewegung ein Begriff, der die Bewegung eines Objekts auf rotierende Weise definiert. Bei dieser Bewegung navigiert ein Objekt um einen Kreis, wie beispielsweise die Planeten, die sich in jeder ihrer Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Das Objekt bewegt sich ebenfalls in gleichem Abstand um seinen Mittelpunkt, beschleunigt sich jedoch beim Umlaufen, um eine kreisförmige Bewegung aufrechtzuerhalten.

Ein wichtiges Element, das eine Kreisbewegung ermöglicht, ist eine nach innen gerichtete Kraft; diese wird auch Zentripetalkraft genannt. Nach dem Newtonschen Bewegungsgesetz erfordert ein Objekt im Allgemeinen eine bestimmte Kraft, die auf es einwirkt, damit es sich bewegen, beschleunigen und reagieren kann. Bei Kreisbewegungen bewegt sich das Objekt durch das Fehlen der Zentripetalkraft nur in einer geraden Linie, da nichts das Objekt nach innen zieht. Ein an eine Schnur gebundener Kieselstein kann beispielsweise kontinuierlich geschwungen werden, da die Schnur den Kieselstein zur Mitte hin zieht. Der Kiesel fällt jedoch beim Durchschneiden der Schnur direkt zu Boden.

Eine Kreisbewegung hat zwei Arten: gleichmäßige und ungleichmäßige. Bei gleichförmiger Bewegung bewegt sich das Objekt mit konstanter Geschwindigkeit. Dabei wird die Geschwindigkeit des Objekts, also die Geschwindigkeits- oder Richtungsänderung, nicht berücksichtigt, da ein rotierendes Objekt immer seine Richtung ändert.

Eine ungleichmäßige Kreisbewegung hingegen bewirkt, dass sich ein Objekt in wechselnden Geschwindigkeiten bewegt. Der Abstand zwischen dem Objekt und dem Mittelpunkt der Kugel ändert sich ebenfalls. Die Geschwindigkeit des Objekts erhöht sich, wenn der Abstand kleiner ist, während ein größerer Abstand die Drehung des Objekts verlangsamt. Der an der Schnur befestigte Kieselstein dreht sich beispielsweise schneller, wenn die Schnur kürzer ist, aber langsamer, wenn die Schnur länger ist. Dies liegt daran, dass die auf das Objekt wirkende Kraft mit zunehmender oder kürzerer Entfernung entweder schwächer oder stärker wird.

Alltägliche Situationen, in denen gleichmäßige und ungleichmäßige Kreisbewegungen gelten, finden sich in einem Fahrgeschäft. Ein Riesenrad bewegt sich in einer gleichmäßigen Bewegung, weil sich das Rad mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt und den gleichen Abstand von der Mitte einhält. Die Achterbahn hingegen ist ein gutes Beispiel für eine ungleichmäßige Bewegung, bei der die Karren langsamer nach oben fahren als beim Herunterfallen. Die Größe der Kreise, die die Karren entlangfahren, trägt ebenfalls zur Geschwindigkeitsänderung bei.