1.Leicht
Ein Auto mit 900 kg fährt mit konstant 25 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 20 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 900 kgv = 25 m/sr = 20 m
Fc = N
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein Auto mit 900 kg fährt mit konstant 25 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 70 m. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung ac.
m = 900 kgv = 25 m/sr = 70 m
ac = m/s²
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
Eine kleine Kugel an einem Faden der Länge 1,7 m bewegt sich so auf einer waagerechten Kreisbahn, dass der Faden einen konstanten Winkel von 45° mit der Vertikalen bildet (Kegelpendel). Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v der Kugel.
L = 1,7 mθ = 45°g = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
Eine Kurve mit dem Radius 210 m ist um 30° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,25. 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 = 210 mθ = 30°μs = 0,25g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
6.Schwer
Ein Wagen mit 2 kg wird in 24,05 m Höhe auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und durchfährt einen senkrechten Looping mit dem Radius 6,5 m. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Normalkraft Ntop der Bahn auf den Wagen am höchsten Punkt des Loopings.
m = 2 kgh = 24,05 mR = 6,5 mg = 9,81 m/s²
Ntop = N
Lösungsschlüssel
- 1. Fc = 28125 N
- 2. ac = 8,929 m/s²
- 3. vmax = 16,42 m/s
- 4. v = 3,434 m/s
- 5. vmax = 44,63 m/s
- 6. Ntop = 47,09 N
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