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 = 40 m24 m/sF = ?

Ein Auto mit 1700 kg fährt mit konstant 24 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 40 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.

m = 1700 kgv = 24 m/sr = 40 m
Fc = N
2.Leicht
r = ?250 km/h

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 1,2 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius rmin für einen Bogen, der mit 250 km/h befahren wird?

v = 250 km/hamax = 1,2 m/s²
rmin = m
3.Mittel
θ = 25°zum Mittelpunktv = ?

Eine Kurve mit dem Radius 260 m ist um 25° überhöht. Mit welcher Geschwindigkeit v kann ein Auto sie ganz ohne Reibung durchfahren? Verwende g = 9,81 m/s².

r = 260 mθ = 25°g = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
r = 100 mvmax​ = ?

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 100 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,8. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit vmax, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.

r = 100 mμs = 0,8g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Schwer
θ = 20°zum Mittelpunktvmax​ = ?

Eine Kurve mit dem Radius 130 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 = 130 mθ = 20°μs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
6.Schwer
r = 0,7 m6,5 m/svtop​ = ?

Eine Kugel mit 1,9 kg an einem leichten Faden von 0,7 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 6,5 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft Ttop am höchsten Punkt.

m = 1,9 kgr = 0,7 mvbottom = 6,5 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. Fc = 24480 N
  2. 2. rmin = 4019 m
  3. 3. v = 34,49 m/s
  4. 4. vmax = 28,01 m/s
  5. 5. vmax = 30,83 m/s
  6. 6. Ttop = 21,48 N

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