Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein Stein mit 2 kg wird auf einem glatten, ebenen Tisch an einer Schnur auf einer waagerechten Kreisbahn mit dem Radius 1,9 m herumgeschleudert; die Schnur reißt bei einer Kraft von 180 N. Bestimme die höchste Geschwindigkeit v_max, die der Stein haben kann.

Ein Auto mit 1100 kg fährt mit konstant 13 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 50 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) F_c.

Ein Straßenbauingenieur möchte, dass Autos eine Kurve mit dem Radius 140 m bei 90 km/h ohne Reibung durchfahren können. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme den Überhöhungswinkel θ.

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 30 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,8. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit v_max, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.

Ein Ball an einer 0,6 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 kleiner Wagen wird auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und fährt in einen senkrechten Looping mit dem Radius 0,5 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?