Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein Auto mit 1700 kg fährt mit konstant 11 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 70 m. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung a_c.

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 1,5 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius r_min für einen Bogen, der mit 120 km/h befahren wird?

In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 3,1 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.

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 135 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.

Eine Kurve mit dem Radius 60 m ist um 18° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,4. 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.

Ein Ball mit 0,8 kg an einer 1,1 m langen Schnur wird auf einem vertikalen Kreis herumgeschleudert. Am tiefsten Punkt bewegt er sich mit 7,5 m/s. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Seilkraft T in der Schnur am tiefsten Punkt.