Sitzt du in einem Karussell, drehst du dich ständig im Kreis, fühlst aber wie dein Körper nach außen gedrückt wird. Was es damit auf sich hat und was Kreisbewegungen für eine besondere Bedeutung in der Natur haben, das erfährst du hier.
Schau auf jeden Fall noch das Video zum Artikel an. Darin sind die wichtigsten Punkte für dich noch mal in Wort und Bild aufbereitet.
Inhaltsübersicht
Kreisbewegung einfach erklärt
Unter einer Kreisbewegung kannst du eine Bewegung, deren Bahn auf einem Kreis verläuft, vorstellen. Der Betrag ihrer Geschwindigkeit sowie ihr Radius sind konstant. Wegen der konstanten Geschwindigkeit, handelt es sich um eine gleichförmige Kreisbewegung. Damit ein Körper auf einer Kreisbahn bleibt, muss dieser ständig in Richtung des Mittelpunktes beschleunigt werden. Durch diese Beschleunigung ändert sich also immer die Richtung der Bewegung, sodass der Körper auf der Kreisbahn bleibt. Eine Kreisbewegung ist also auch eine beschleunigte Bewegung.
Was ist eine Kreisbewegung?
Im Gegensatz zur gleichförmigen Bewegung, also der geradlinigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit, ändert sich die Bewegungsrichtung und somit die Richtung der Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn ständig.
Ein Körper, welcher sich auf einer Kreisbahn bewegt, hat eine Geschwindigkeit. Diese bezeichnest du als Bahngeschwindigkeit. Hat diese Geschwindigkeit einen konstanten Betrag, so handelt es sich um eine gleichförmige Kreisbewegung.
Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung bewegt sich ein Körper auf einer Kreisbahn, auf welcher er in gleich langen Zeitintervallen gleich lange Wege zurücklegt.
Bei dieser Bewegung ist der Betrag der Geschwindigkeit konstant, nicht aber die Richtung der Bewegung.
Auf der Abbildung siehst du das deutlich. Der rote Ball bewegt sich auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt. Misst du die Geschwindigkeit des Balles an einem Punkt auf der Kreisbahn und später an einem ganz anderen Punkt, siehst du, dass diese immer gleich bleibt. Die Bahngeschwindigkeit ist also konstant.
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Kreisbewegung Größen
Hier siehst du wichtigsten Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung.
Bahngeschwindigkeit 
: Das ist die Geschwindigkeit, des Körpers auf der Kreisbahn. Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung ist sie konstant. Ihre Einheit ist Meter pro Sekunde (m/s).
Umlaufdauer 
: Das ist die Zeit, welche der Körper für einen Umlauf der Kreisbahn benötigt. Sie hat die Einheit der Sekunde (s)
Radius 
: Das ist die Entfernung des Körpers zum Mittelpunkt des Kreises. Den Radius gibst du in Metern an (m).
Frequenz 
: Die Frequenz sagt dir wie viele Umläufe der Körper auf der Kreisbahn pro Sekunde macht. Die Einheit der Frequenz ist Hertz (Hz oder 1/s).
der Körper pro Zeiteinheit 
macht: 
Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit
Für den Betrag der Bahngeschwindigkeit gilt: 
Hier stehen 
und 
für ein kleines Strecken- beziehungsweise Zeitintervall. Die Formel sagt dir also, dass die Länge der Strecke nach verstreichen eines gewissen Zeitraums, immer gleich bleibt.
Du weißt nun, dass der Körper bei seiner Kreisbewegung in der Zeit ein Mal den Kreis umläuft. Diese Strecke entspricht also dem Umfang 
des Kreises in Abhängigkeit des Radius: 
Hierüber drückst du jetzt die Bahngeschwindigkeit aus:
Mit dem zuvor gezeigten Zusammenhang zwischen Frequenz und Umlaufzeit sieht diese Formel dann wie folgt aus:
Wie du hier siehst, ist die Bahngeschwindigkeit abhängig vom Radius. Das ist aber nicht immer wünschenswert. Alternativ betrachtest du dir hierzu die Winkelgeschwindigkeit
. Sie sagt dir, was für ein Winkel 
in einem bestimmten Zeitintervall überstrichen wurde.
Du misst den Winkel nicht in Grad, sondern im Bogenmaß
. Ein Umlauf auf dem Kreis entspricht 360°. Im Bogenmaß wird in einer Umlaufdauer ein Winkel von 
überstrichen.
Damit erhältst du für die Winkelgeschwindigkeit:
Betrachtest du das im Zusammenhang mit der Bahngeschwindigkeit 
ergibt sich für die Bahngeschwindigkeit der folgende Ausdruck:
Kreisbewegung Formeln
Nachdem du jetzt weißt, was eine Kreisbewegung ist, findest du hier alle wichtigen Formeln nochmal zusammengefasst. Kennst du diese, sind Kreisbewegungen für dich kein Problem mehr.
| Größe | Symbol | Einheit | Bedeutung | Formel |
| Periode | T | s | Umlaufdauer |  |
| Frequenz | f | Hz | Umläufe pro Sekunde |  |
| Radius | r | m | Abstand zum Mittelpunkt | |
| Bahngeschwindigkeit | v | m/s | Geschwindigkeit des Körpers |
 
|
| Bahnbeschleunigung | a | m/s
|
Beschleunigung zum MIttelpunkt |  |
| Winkelgeschwindigkeit | |
1/s | Überstrichener Winkel pro Sekunde |
 
|
Kreisbewegung Berechnen
Abschließend nutzen wir unser neu gewonnenes Wissen und berechnen damit, wie schnell sich der Mond um die Erde bewegt.
Dazu brauchst du zwei Werte: den Bahnradius , also den Abstand des Mondes zur Erde und die Umlaufdauer , also wie lange der Mond braucht um die Erde zu umrunden.
Der Mond ist im Mittel von der Erde 384.000 km entfernt. Also erhalten wir 
km.
Eine Umrundung des Mondes dauert 27,3 Tage. Damit erhalten wir also 
Diese Werte setzt du nun einfach in deine Formel für die Bahngeschwindigkeit ein:
.
damit weißt du jetzt, dass sich der Mond mit ungefähr 3.680 km/h um die Erde bewegt. Ganz schön schnell!
Kreisbewegung und Zentripetalkraft
Wie du am Anfang erfahren hast, muss der Körper zum Mittelpunkt des Kreises beschleunigt werden, damit die Bewegung auf der Kreisbahn erhalten bleibt. Das heißt, dass eine ständige Kraft auf diesen Körper wirkt. Diese Kraft bezeichnest du als Zentripetalkraft und entsprechend die Beschleunigung des Körpers zur Mitte als Zentripetalbeschleunigung.
Schau dazu am besten noch unser für dich vorbereitetes Video an. Darin erfährst du alles wichtige zu dieser Kraft.
Kreisbewegung — häufigste Fragen
(ausklappen)
Kreisbewegung — häufigste Fragen
(ausklappen)-
Was ist der Unterschied zwischen Umlaufdauer und Frequenz?Die Umlaufdauer
ist die Zeit, die ein Körper für genau einen vollständigen Umlauf braucht. Die Frequenz 
gibt dagegen an, wie viele Umläufe pro Sekunde stattfinden. Deshalb sind beide Größen umgekehrt miteinander verknüpft: Große Umlaufdauer bedeutet kleine Frequenz und umgekehrt.
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Was ist der Unterschied zwischen Winkelgeschwindigkeit und Bahngeschwindigkeit?Die Winkelgeschwindigkeit
beschreibt, wie schnell sich der Drehwinkel pro Zeit ändert. Die Bahngeschwindigkeit 
beschreibt, wie schnell sich der Körper entlang der Kreisbahn bewegt, also welche Strecke pro Zeit zurückgelegt wird. Beide hängen über den Radius zusammen: Bei größerem Radius ist bei gleicher größer.
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Warum ist eine gleichförmige Kreisbewegung eine beschleunigte Bewegung?Eine gleichförmige Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, weil sich die Richtung der Geschwindigkeit ständig ändert, auch wenn ihr Betrag gleich bleibt. Jede Richtungsänderung der Geschwindigkeit ist eine Beschleunigung. Diese Beschleunigung zeigt immer zum Mittelpunkt der Kreisbahn.
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Wie rechnet man bei Kreisbewegungen Einheiten um?Einheiten rechnet man bei Kreisbewegungen um, indem man vor dem Einsetzen alle Längen in dieselbe Längeneinheit und alle Zeiten in dieselbe Zeiteinheit bringt. Konkret bedeutet das zum Beispiel beim Mond:
werden zu 
, weil 
.
Mechanik verstehen
Die Kreisbewegung ist ein wichtiges Thema der Mechanik und steckt in vielen Bewegungen aus Alltag und Natur. Du beschreibst Bewegungen mit Größen wie Weg, Zeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Kraft und setzt sie in passende Formeln ein. So erkennst du, wie eine Bewegung trotz konstantem Tempo beschleunigt sein kann, weil sich ihre Richtung ändert. Weitere Videos dazu findest du in unserem Ingenieurwissenschaftenbereich.