Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 0,8 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius r_min für einen Bogen, der mit 300 km/h befahren wird?

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 0,5 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius r_min für einen Bogen, der mit 250 km/h befahren wird?

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 120 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,7. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit v_max, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.

In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 2 m. Dreht er sich schnell genug, fällt der Boden weg, und die Reibung hält sie fest. Der Haftreibungskoeffizient beträgt 0,7. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die kleinste Winkelgeschwindigkeit ω in rad/s.

Ein Ball an einer 0,8 m langen Schnur wird auf einem vertikalen Kreis herumgeschleudert. Verwende g = 9,81 m/s². Wie groß ist die kleinste Geschwindigkeit v_min am höchsten Punkt, bei der die Schnur gerade noch gespannt bleibt?

Ein Wagen mit 4,5 kg wird in 3,8 m Höhe auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und durchfährt einen senkrechten Looping mit dem Radius 1 m. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Normalkraft N_bottom der Bahn auf den Wagen am tiefsten Punkt des Loopings.