1.Leicht
Ein Auto mit 1600 kg fährt mit konstant 23 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 30 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 1600 kgv = 23 m/sr = 30 m
Fc = N
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein Auto mit 1200 kg fährt mit konstant 25 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 170 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 1200 kgv = 25 m/sr = 170 m
Fc = N
3.Mittel
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 50 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 = 50 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Mittel
In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 2,1 m. Dreht er sich schnell genug, fällt der Boden weg, und die Reibung hält sie fest. Der Haftreibungskoeffizient beträgt 0,3. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die kleinste Winkelgeschwindigkeit ω in rad/s.
r = 2,1 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Schwer
Eine Kurve mit dem Radius 220 m ist um 20° 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 = 220 mθ = 20°μs = 0,25g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
6.Schwer
Eine Kugel mit 0,8 kg an einem leichten Faden von 0,7 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 10,5 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft Ttop am höchsten Punkt.
m = 0,8 kgr = 0,7 mvbottom = 10,5 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
Lösungsschlüssel
- 1. Fc = 28213 N
- 2. Fc = 4412 N
- 3. vmax = 14,01 m/s
- 4. ω = 3,946 rad/s
- 5. vmax = 38,18 m/s
- 6. Ttop = 86,76 N
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