1.Leicht
Ein Auto mit 1300 kg fährt mit konstant 28 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 30 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 1300 kgv = 28 m/sr = 30 m
Fc = N
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein kleiner Gegenstand liegt 5 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 60 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme die Geschwindigkeit v des Gegenstands.
n = 60 rpmr = 0,05 m
v = m/s
3.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 75 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 = 75 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 115 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 = 115 mμs = 0,5g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Schwer
Eine Kurve mit dem Radius 90 m ist um 20° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,3. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die niedrigste Geschwindigkeit vmin, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne die Böschung hinunterzurutschen.
r = 90 mθ = 20°μs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmin = m/s
6.Schwer
Eine Kugel mit 1,2 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 = 1,2 kgr = 1,1 mvbottom = 12 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
Lösungsschlüssel
- 1. Fc = 33973 N
- 2. v = 0,3142 m/s
- 3. vmax = 17,16 m/s
- 4. vmax = 23,75 m/s
- 5. vmin = 7,136 m/s
- 6. Ttop = 98,23 N
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