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Zeichnung dementsprechend abzuändern, indem man für r den Krümmungsradius <j einführt. Daraus ent
springt sogleich folgende Verallgemeinerung der Gl. 5):
[Gültig für krummlinige,
gleichförmige Bewegung.]
6)
P s — mrtu 2 cos 0
P'[ = mrwP sin 0 + 2m va) + m
Q
Der Krümmungsradius (> ist positiv oder negativ zu nehmen, je nachdem der Krümmungsmittelpunkt
links oder rechts von der Bewegungsrichtung liegt.
Dass diese Einführung der relativen Centripetalkraft nicht nur in demjenigen speciellen Falle
erforderlich ist, durch welchen wir auf dieselbe aufmerksam wurden, sondern auch hei jeder beliebigen
Bewegungsrichtung, wurde durch strenge Rechnung bestätigt und lässt sich auch durch geometrische Kon
struktion veranschaulichen. (Vergl. auch Seite 20).
Leicht kann man in der Generalisation noch einen Schritt weiter gehen. Wir sahen gleich am
Anfänge unserer Betrachtung, dass schon im Falle relativer Ruhe eine nach Nord gerichtete Kraft im
Betrage von mrw 2 vorhanden sein muss. Diese äussere Kraft braucht nach der Gleich. 6) nicht grösser
zu sein, wenn der Körper anstatt dessen in einer nach Nord gerichteten gleichförmigen Bewegung begriffen
ist (P’ s = mr<»- für 0 = 0). In einer nach Nord gerichteten Bewegung, welche trotz einer gegebenen
äusseren Kraft vom Betrage mrw 2 ungleichförmig von Statten geht, verräth sich aber eine neue äussere
Kraft, deren Grösse der in einer Sekunde gewonnenen Bewegungsmenge, d. i. Produkt aus Masse m und
Beschleunigung b (oder neugewonnener Geschwindigkeit), gleich ist. Offenbar gilt für beliebige Bewegungs
richtungen dasselbe, so dass bei beschleunigter Bewegung allgemein ein neuer, die schon vorhandene Kraft
P' s vergrössernder Kraftantheil mb vorauszusetzen ist. Die Gleichungen, welche die Grösse der äusseren
Kräfte bei der Bewegung eines Massenpunktes auf einer rotirenden Scheibe ausdrücken, nehmen daher
schliesslich folgende Form an:
V)
P" — mro) 2 cos 0 4- mb
* 9
v*
P'! = mr ft) 2 sin @+2l»»W+»l —
1 Q
[Gültig für krummlinige beschleu
nigte relative Bewegung.]
Dass sich dieselben bei Strömungen innerhalb einer die Scheibe bedeckenden Flüssigkeit, welche
einer senkrecht zur Scheibe wirkenden Anziehungskraft unterliegt, einfacher gestalten, ist weiter unten,
Seite 11 zu erörtern.
2. Die Bewegungen eines Massenpunktes auf einer Horizontalebene : fl in der Polhöhe q
einer rotirenden Kyig eiober fläche.
Die nun auszuführende Ableitung der mathematischen Ausdrücke für diejenigen Kräfte, welche bei
Bewegungen auf der kugelförmig gedachten Erdoberfläche in Betracht kommen, unterliegt der Be
schränkung, dass dabei als Schauplatz der Bewegungen die Horizontalebene der betreffenden Stelle der
Erdoberfläche betrachtet wird. Ganz vorwiegend ist dabei auf die der Horizontalebene parallelen Kräfte
Rücksicht genommen, indem der Ausdruck für die vertikale Komponente wohl beiläufig gewonnen, ihr
eventueller Einfluss auf die Bewegung indessen nicht weiter untersucht wird.
Es werde zunächst eine gleichförmige, geradlinige Bewegung in jener Horizontalebene cp
vorausgesetzt.
Geschieht die Bewegung des Körpers m genau nach Osten, so haben wir es mit einem schon
betrachteten Falle zu thun, demjenigen nämlich, auf welchen die Gl. 3) Seite 6, sich bezieht. Die rotirende
Scheibe ist die mit der Kugel fest verbunden zu denkende Ebene des Breitenkreises cp in Fiy. 2\ ist Ti der
Kugelradius, so ist R co s cp der Abstand des Körpers vom Mittelpunkte der Scheibe; die centripetale, auf
letzteren gerichtete Kraft hat also den Werth:
8) P — mRw 1 cos <p -f- 2m vm
In dieser mit der Horizontalebene einen Winkel bildenden Richtung kann aber der Voraussetzung
nach keine Bewegung erfolgen; die Kraft a b zerfällt daher innerhalb der Meridianebene des Punktes a in
folgende Komponenten:
*) Dieser Ausdruck ist hier in rein geometrischer Bedeutung, d. h. als Bezeichnung für die Tangentialebene angewandt.