Für den Fahrgastkomfort darf die Zentripetalbeschleunigung in einem Gleisbogen 2 m/s² nicht überschreiten. Wie groß ist der kleinste Radius rmin für einen Bogen, der mit 250 km/h befahren wird?
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
Ein kleiner Gegenstand liegt 70 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 78 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme die Geschwindigkeit v des Gegenstands.
Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 100 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,8. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die größte Geschwindigkeit vmax, mit der das Auto die Kurve durchfahren kann, ohne zu rutschen.
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 30° mit der Vertikalen bildet (Kegelpendel). Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v der Kugel.
Eine Kurve mit dem Radius 110 m ist um 10° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,15. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die höchste Geschwindigkeit vmax, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne nach oben und außen 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 vmin am höchsten Punkt, bei der die Schnur gerade noch gespannt bleibt?
Lösungsschlüssel
- 1. rmin = 2411 m
- 2. v = 5,718 m/s
- 3. vmax = 28,01 m/s
- 4. v = 1,919 m/s
- 5. vmax = 19,02 m/s
- 6. vmin = 2,426 m/s
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