Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 1,2 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius r_min für einen Bogen, der mit 160 km/h befahren wird?

Ein Auto mit 1300 kg fährt mit konstant 23 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 170 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) F_c.

In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 3,3 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 Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 25 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.

Ein Ball an einer 0,5 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?

Eine Kurve mit dem Radius 270 m ist um 8° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,1. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die niedrigste Geschwindigkeit v_min, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne die Böschung hinunterzurutschen.