Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein Stein mit 0,2 kg wird auf einem glatten, ebenen Tisch an einer Schnur auf einer waagerechten Kreisbahn mit dem Radius 1,3 m herumgeschleudert; die Schnur reißt bei einer Kraft von 70 N. Bestimme die höchste Geschwindigkeit v_max, die der Stein haben kann.

Ein Auto mit 1400 kg fährt mit konstant 10 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 110 m. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung a_c.

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 85 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,7. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit v_max, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.

Eine Kurve mit dem Radius 370 m ist um 10° überhöht. Mit welcher Geschwindigkeit v kann ein Auto sie ganz ohne Reibung durchfahren? Verwende g = 9,81 m/s².

Ein Ball an einer 1 m langen Schnur wird auf einem vertikalen Kreis herumgeschleudert. Verwende g = 9,81 m/s². Wie groß ist die kleinste Geschwindigkeit v_min am höchsten Punkt, bei der die Schnur gerade noch gespannt bleibt?

Eine Kugel mit 2 kg an einem leichten Faden von 1 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 8 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft T_top am höchsten Punkt.