Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein Auto mit 900 kg fährt mit konstant 21 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 40 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) F_c.

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 250 km/h befahren wird?

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 60 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,6. 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 0,6. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die kleinste Winkelgeschwindigkeit ω in rad/s.

Ein kleiner Wagen wird auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und fährt in einen senkrechten Looping mit dem Radius 7 m. Aus welcher Mindesthöhe h_min über dem tiefsten Punkt des Loopings muss er starten, damit er am höchsten Punkt des Loopings auf der Bahn bleibt?

Eine Kurve mit dem Radius 280 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 v_max, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne nach oben und außen zu rutschen.