Hallo E166666666
Wenn sich ein Körper (z.B. Auto) der Masse m in einer Kreisbahn (z.B. Looping) mit dem Radius r (Durchmesser d = 2r) mit der Bahngeschwindigkeit v bzw. der Winkelgeschwindigkeit w = v/r (w soll klein omega heißen) bewegt, so übt er auf die Bahn eine Kraft Fr senkrecht zur Bahn aus nach der Formel
Fr = m*v²/r = m*w²*r.
Hier sind m = 200kg und r = d/2 = 9m bekannt.
v erhält man aus der kinetischen Energie Ekin = (1/2)*m*v², Bei vernachlässigbarer Reibung ist die kinetische Energie gleich der potentiellen Energie Epot zwischen der jeweiligen Höhe der Masse xm und der Höhe des Ausgangspunktes xa nach der Formelm Epot =m*g*h, wobei g = 9,81 m/s² und h die Höhendifferenz xa - xm ist.
Zahlenbeispiel: Am höchsten Punkt des Loopings ist h = 22m - 18m = 4m. Damit ist Epot = 200kg*9,81(m/s²)*4m = 7848kgm²/s² = 7848J. Damit ist mit Ekin = Epot (1/2)200kg*v² = 7848kgm²/s², also v² = 78,48m²/s² und mit Fr = m*v²/r schließlich
Fr = 200kg*78,48(m/s)²/r = 200kg*78,48(m/s)²/9m = 1744kgm/s² = 1744N.
Am höchsten Punkt des Loopings wirkt aber zusätzlich die Gewichtskraft Fg = m*g nach unten auf das Auto, so dass die Anpresskraft Fp gleich der Differenz zwischen Fr und Fg ist, also Fp = Fr - Fg = 1744N - 200kg*9,81m/s² = 1744N - 1962N = - 218N
Das heißt aber, dass die Anpresskraft am höchsten Punkt negativ ist, das Auto fällt herunter. Wenn mit der Angabe h = 22m die Höhe des Ausgangspunktes über dem Fußpunkt des Loopings gemeint ist, dann kann das Fahren im Looping nicht funktionieren!
Es grüßt HEWKLDOe.