Physik Kreisbewegung Aufgabe HILFE?
Hallo, ich bräuchte Hilfe bei einer Aufgabe in Physik (10.Klasse/EF):
Eine Achterbahn enthält einen Looping. Die Sitzflächen der Fahrgäste bewegen sich darin auf einem Kreis mit dem Durchmesser d=20m / r=10m. Im höchsten Punkt des Loopings werden die Fahrgäste noch mit 25% ihrer Gewichtskraft auf die Sitzflächen gedrückt.
a) Berechnen Sie die Geschwindigkeit v=? der Fahrgäste im höchsten Punkt der Bewegung.
Danke im Vorraus!
1 Antwort
Nun, für eine Kreisbewegung muss es eine Kraft geben, welche das Objekt stets in Richtung Mittelpunkt drückt, so dass die Kreisbewegung überhaupt möglich wird. Diese nennt sich die Zentripetalkraft und berechnet sich üblicherweise zu
Zudem wirkt aber natürlich, da wir uns auf der Erde befinden, die Schwerkraft, welche auf eine Masse dauerhaft die Kraft
ausübt. Diese Kraft zeigt nach unten (Richtung Boden). Die Zentripetalkraft zeigt erstmal nur Richtung Mittelpunkt der Kreisbewegung, aber am höchsten Punkt ist dies auch genau die Richtung der Schwerkraft, d.h. in diesem Punkt können die beiden Kräfte subtrahiert werden, denn hier gilt die Überlegung, dass die Schwerkraft bereits einen Teil der nötigen Zentripetalkraft übernimmt. Die Differenz ist dann die Gesamtkraft, die von den Sitzen auf die Personen ausgeübt werden.