1.Leicht
Ein kleiner Gegenstand liegt 35 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 200 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung ac.
n = 200 rpmr = 0,35 m
ac = m/s²
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein Auto mit 900 kg fährt mit konstant 22 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 120 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 900 kgv = 22 m/sr = 120 m
Fc = N
3.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 55 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,5. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit vmax, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.
r = 55 mμs = 0,5g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 55 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,4. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit vmax, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.
r = 55 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Schwer
Ein Wagen mit 2,5 kg wird in 4,9 m Höhe auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und durchfährt einen senkrechten Looping mit dem Radius 1 m. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Normalkraft Ntop der Bahn auf den Wagen am höchsten Punkt des Loopings.
m = 2,5 kgh = 4,9 mR = 1 mg = 9,81 m/s²
Ntop = N
6.Schwer
Eine Kurve mit dem Radius 200 m ist um 20° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,2. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die höchste Geschwindigkeit vmax, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne nach oben und außen zu rutschen.
r = 200 mθ = 20°μs = 0,2g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
Lösungsschlüssel
- 1. ac = 153,5 m/s²
- 2. Fc = 3630 N
- 3. vmax = 16,42 m/s
- 4. vmax = 14,69 m/s
- 5. Ntop = 117,7 N
- 6. vmax = 34,55 m/s
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