1.Leicht
Ein kleiner Gegenstand liegt 35 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 45 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme die Geschwindigkeit v des Gegenstands.
n = 45 rpmr = 0,35 m
v = m/s
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein Auto mit 900 kg fährt mit konstant 17 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 90 m. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung ac.
m = 900 kgv = 17 m/sr = 90 m
ac = m/s²
3.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 80 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 = 80 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Mittel
Eine kleine Kugel an einem Faden der Länge 2 m bewegt sich so auf einer waagerechten Kreisbahn, dass der Faden einen konstanten Winkel von 35° mit der Vertikalen bildet (Kegelpendel). Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v der Kugel.
L = 2 mθ = 35°g = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
Eine Kurve mit dem Radius 300 m ist um 20° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,3. 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 = 300 mθ = 20°μs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
6.Schwer
Eine Kugel mit 1,3 kg an einem leichten Faden von 0,5 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 10 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft Ttop am höchsten Punkt.
m = 1,3 kgr = 0,5 mvbottom = 10 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
Lösungsschlüssel
- 1. v = 1,649 m/s
- 2. ac = 3,211 m/s²
- 3. vmax = 17,72 m/s
- 4. v = 2,807 m/s
- 5. vmax = 46,84 m/s
- 6. Ttop = 196,2 N
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