1.Leicht
Ein Auto mit 1100 kg fährt mit konstant 20 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 90 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 1100 kgv = 20 m/sr = 90 m
Fc = N
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein Auto mit 1800 kg fährt mit konstant 27 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 100 m. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung ac.
m = 1800 kgv = 27 m/sr = 100 m
ac = m/s²
3.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 40 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,3. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit vmax, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.
r = 40 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Mittel
In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 2,9 m. Dreht er sich schnell genug, fällt der Boden weg, und die Reibung hält sie fest. Der Haftreibungskoeffizient beträgt 0,6. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die kleinste Winkelgeschwindigkeit ω in rad/s.
r = 2,9 mμs = 0,6g = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Schwer
Ein Wagen mit 1 kg wird in 21 m Höhe auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und durchfährt einen senkrechten Looping mit dem Radius 6 m. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Normalkraft Ntop der Bahn auf den Wagen am höchsten Punkt des Loopings.
m = 1 kgh = 21 mR = 6 mg = 9,81 m/s²
Ntop = N
6.Schwer
Eine Kugel mit 2 kg an einem leichten Faden von 0,7 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 9 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft Ttop am höchsten Punkt.
m = 2 kgr = 0,7 mvbottom = 9 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
Lösungsschlüssel
- 1. Fc = 4889 N
- 2. ac = 7,29 m/s²
- 3. vmax = 10,85 m/s
- 4. ω = 2,374 rad/s
- 5. Ntop = 19,62 N
- 6. Ttop = 133,3 N
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