Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Kreisbewegung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
r = ?240 km/h

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 1,5 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius rmin für einen Bogen, der mit 240 km/h befahren wird?

v = 240 km/hamax = 1,5 m/s²
rmin = m
2.Leicht
r = 1,2 mvmax​ = ?

Ein Stein mit 0,5 kg wird auf einem glatten, ebenen Tisch an einer Schnur auf einer waagerechten Kreisbahn mit dem Radius 1,2 m herumgeschleudert; die Schnur reißt bei einer Kraft von 20 N. Bestimme die höchste Geschwindigkeit vmax, die der Stein haben kann.

m = 0,5 kgr = 1,2 mTmax = 20 N
vmax = m/s
3.Mittel
r = 110 mvmax​ = ?

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 110 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 = 110 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Mittel
L = 1,2 m25°

Eine kleine Kugel an einem Faden der Länge 1,2 m bewegt sich so auf einer waagerechten Kreisbahn, dass der Faden einen konstanten Winkel von 25° mit der Vertikalen bildet (Kegelpendel). Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v der Kugel.

L = 1,2 mθ = 25°g = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
r = 1,1 m12 m/svtop​ = ?

Eine Kugel mit 1,1 kg an einem leichten Faden von 1,1 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 12 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft Ttop am höchsten Punkt.

m = 1,1 kgr = 1,1 mvbottom = 12 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
6.Schwer
θ = 25°zum Mittelpunktvmax​ = ?

Eine Kurve mit dem Radius 130 m ist um 25° 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 = 130 mθ = 25°μs = 0,25g = 9,81 m/s²
vmax = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. rmin = 2963 m
  2. 2. vmax = 6,928 m/s
  3. 3. vmax = 17,99 m/s
  4. 4. v = 1,523 m/s
  5. 5. Ttop = 90,04 N
  6. 6. vmax = 32,16 m/s

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