1.Leicht
Ein Auto mit 900 kg fährt mit konstant 16 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 200 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 900 kgv = 16 m/sr = 200 m
Fc = N
Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen
2.Leicht
Ein Auto mit 800 kg fährt mit konstant 14 m/s durch eine ebene Kurve mit dem Radius 190 m. Bestimme die nötige nach innen gerichtete Kraft (Zentripetalkraft) Fc.
m = 800 kgv = 14 m/sr = 190 m
Fc = N
3.Mittel
In einem Rotor auf dem Jahrmarkt stehen die Fahrgäste an der Wand eines senkrechten Zylinders mit dem Radius 2 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.
r = 2 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Mittel
Eine kleine Kugel an einem Faden der Länge 0,9 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 Geschwindigkeit v der Kugel.
L = 0,9 mθ = 25°g = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
Eine Kugel mit 0,6 kg an einem leichten Faden von 1,2 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 9 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft Ttop am höchsten Punkt.
m = 0,6 kgr = 1,2 mvbottom = 9 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
6.Schwer
Eine Kurve mit dem Radius 170 m ist um 18° überhöht, und der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße beträgt 0,25. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die niedrigste Geschwindigkeit vmin, mit der ein Auto die Kurve durchfahren kann, ohne die Böschung hinunterzurutschen.
r = 170 mθ = 18°μs = 0,25g = 9,81 m/s²
vmin = m/s
Lösungsschlüssel
- 1. Fc = 1152 N
- 2. Fc = 825,3 N
- 3. ω = 4,044 rad/s
- 4. v = 1,319 m/s
- 5. Ttop = 11,07 N
- 6. vmin = 10,75 m/s
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