D6 Zentripetalkraft
Werbung
Z G 1. Setzen Sie bei den folgenden Zahlenpaaren einen Vergleichsoperator (>, =, <) ein. Falls ein Vergleich keinen Sinn macht (z.B. wegen nicht passender Einheiten), verwenden Sie das Ungleichheitszeichen (≠). a) g . dL b) mg/cL . kg/m3 c) . kg · m · ( Hz)2 d) . · ⁸ s ns e) Hz f) m/s km/h min1 N 2. Welche Kräe machen in den folgenden Beispielen die Zentripetalkra aus: a) Stück einer rotierenden Felge eines Velorads; b) Eisenbahnzug in der Kurve; c) ein in der Kurve fast um ° einwärts geneigter Düsenjet; d) ein Velorennfahrer auf einer kreisförmigen, geneigten Rennbahn. 3. Wie gross muss die Zentripetalkra auf einen kg schweren Körper sein, der sich mit einer Bahngeschwindigkeit von m/s auf einer Kreisbahn vom Radius m bewegt? 4. Ein Stein wird an einer . m langen Schnur zweimal pro Sekunde im Kreis geschwungen, wobei die Schnur den Stein mit einer Kra von N ins Zentrum zieht. Wie schwer ist der Stein? 5. Wie verändert sich die Zentripetalkra, wenn die Umlaufzeit eines Körpers auf einer Kreisbahn um vergrössert wird? 6. Sie fahren mit dem Velo mit km/h durch eine Kurve. Auf welche Fahrgeschwindigkeit müssen Sie abbremsen, wenn die Zentripetalkra um abnimmt? 7. Eine Schnur reisst bei einer Belastung von N. An einem . m langen Stück Schnur lässt man einen g schweren Stein kreisen. Bei welcher Frequenz reisst die Schnur? Z 8. Wie schnell muss ein Körper parallel zur Erdoberfläche abgeschossen werden, damit er die Erde umkreist? 9. Ein Bob durchfährt mit m/s eine Kurve mit einem Krümmungsradius von m. Die Masse des Bobs inklusive Besatzung beträgt kg. a) Welche Kräe können den Bob in der Kurve halten? b) Wie gross ist die Zentripetalkra in diesem Fall? 10. Eine kg schwere Snowboarderin fährt mit einer Geschwindigkeit von m/s durch eine Senke und anschliessend über einen Buckel mit je m Krümmungsradius. a) Zeichnen Sie die Kräe auf die Boarderin im tiefsten Punkt der Senke ein. Aus welchen Kräen setzt sich die Zentripetalkra zusammen? b) Wie gross ist die Normalkra vom Boden auf das Board im tiefsten Punkt der Senke bzw. im höchsten Punkt des Buckels? H: Stellen Sie einen Ausdruck für die resultierende Kra auf, und benutzen Sie die Zentripetalbedingung. c) Wie schnell kann die Snowboarderin über den Buckel fahren, ohne dass sie abhebt? Wie muss sie sich verhalten, damit dies auch mit höheren Geschwindigkeiten möglich ist? 11. Bei einer Achterbahn fährt der Wagenzug unten in einen vertikalen Looping vom Radius m. a) Zeichnen Sie in einer Skizze die für die Zentripetalkra auf den Wagenzug verantwortlichen Kräe für die Winkel φ = (tiefster Punkt), π/, π/ und π (höchster Punkt) ein. Achten Sie darauf, dass die Kräfte im richtigen Verhältnis zueinander stehen. b) Wie schnell muss der Wagenzug im höchsten Punkt mindestens fahren? L: . ≠, =, >, =, >, <; . N; . g; . - ; . km/h; . . Hz; . . km/s; . . kN; . . kN, . kN; m/s; . m/s D Z // B
