Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein Auto mit 1500 kg fährt mit konstant 21 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 30 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) F_c.

Ein kleiner Gegenstand liegt 50 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 150 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung a_c.

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 110 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,6. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit v_max, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.

In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 2,8 m. Dreht er sich schnell genug, fällt der Boden weg, und die Reibung hält sie fest. Der Haftreibungskoeffizient beträgt 0,5. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die kleinste Winkelgeschwindigkeit ω in rad/s.

Eine Kurve mit dem Radius 120 m ist um 8° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,15. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die höchste Geschwindigkeit v_max, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne nach oben und außen zu rutschen.

Ein kleiner Wagen wird auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und fährt in einen senkrechten Looping mit dem Radius 4,5 m. Aus welcher Mindesthöhe h_min über dem tiefsten Punkt des Loopings muss er starten, damit er am höchsten Punkt des Loopings auf der Bahn bleibt?