Arbeitsblatt Kreisbewegung mit Lösungen

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 200 km/h befahren wird?

Ein kleiner Gegenstand liegt 120 cm von der Achse einer Scheibe entfernt, die sich gleichmäßig mit 30 Umdrehungen pro Minute dreht. Bestimme seine Zentripetalbeschleunigung a_c.

Ein Auto mit 1300 kg fährt mit 14 m/s über eine Kuppe in der Straße. Die Kuppe ist ein Kreisbogen mit dem Radius 120 m. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Normalkraft N der Straße auf das Auto auf der Kuppe.

Ein Auto fährt durch eine ebene Kurve mit dem Radius 115 m. Der Haftreibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße ist 0,5. 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 mit 0,6 kg an einer 1,2 m langen Schnur wird auf einem vertikalen Kreis herumgeschleudert. Am tiefsten Punkt bewegt er sich mit 5,5 m/s. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Seilkraft T in der Schnur am tiefsten Punkt.

Eine Kugel mit 1,2 kg an einem leichten Faden von 0,6 m Länge wird auf einer senkrechten Kreisbahn herumgeschwungen. Am tiefsten Punkt beträgt ihre Geschwindigkeit 12 m/s. Vernachlässige den Luftwiderstand und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Fadenkraft T_top am höchsten Punkt.