Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

Ein Stein mit 0,6 kg wird auf einem glatten, ebenen Tisch an einer Schnur auf einer waagerechten Kreisbahn mit dem Radius 1,8 m herumgeschleudert; die Schnur reißt bei einer Kraft von 120 N. Bestimme die höchste Geschwindigkeit v_max, die der Stein haben kann.

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 120 km/h befahren wird?

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 60 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 kleine Kugel an einem Faden der Länge 1,2 m bewegt sich so auf einer waagerechten Kreisbahn, dass der Faden einen konstanten Winkel von 20° mit der Vertikalen bildet (Kegelpendel). Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v der Kugel.

Ein Ball an einer 1,2 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 Ball mit 2 kg an einer 0,8 m langen Schnur wird auf einem vertikalen Kreis herumgeschleudert. Am tiefsten Punkt bewegt er sich mit 6 m/s. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Seilkraft T in der Schnur am tiefsten Punkt.