Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein kleiner Gegenstand liegt 75 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 200 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung a_c.

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 2 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius r_min für einen Bogen, der mit 300 km/h befahren wird?

Eine kleine Kugel an einem Faden der Länge 1,3 m bewegt sich so auf einer waagerechten Kreisbahn, dass der Faden einen konstanten Winkel von 25° mit der Vertikalen bildet (Kegelpendel). Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Zeit T für einen Umlauf.

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 65 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,3. 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 1,4 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 0,5 kg wird in 24,75 m Höhe auf einer reibungsfreien Bahn aus der Ruhe losgelassen und durchfährt einen senkrechten Looping mit dem Radius 5,5 m. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Normalkraft N_top der Bahn auf den Wagen am höchsten Punkt des Loopings.