3 Neigungswinkel Physik?
Pitt's Todeswand hat einen Durchmesser von 12m. Die Reibungszahl zwischen Holzboden und Räder unterschreitet den Wert 0,30 nicht.
a)Berechne, wit welcher Geschwindigkeit ein Motorrad mindestens fahren muss, damit es in der senkrechten Wand seine Runden drehen kann. (Antwort: 50 km/h)
b)Ein Motorrad fährt mit einer Geschwindigkeit von 72km/h um die Bahn.Berechne die Weite des Winkels, den das Motorrad gegenüber der Waagerechten hat, wenn es eine exakte Kreisbahn auf gleichbleibender Höhe fährt. (Antwort : 8°)
a) Mein Ansatz war : FH = FG
haftreibungszahl × (mv^2)/r = mh
Und es kommt auch 50,91 km/h raus.
b) Das habe ich leider nicht verstanden.
2 Antworten
> b) Das habe ich leider nicht verstanden
Die Fahrbahn steht vertikal. Der Fahrer steht aber nicht horizontal (dann würde er nach unten wegkippen), sondern etwas nach oben geneigt dergestalt, dass die Resultierende aus Flieh- und Gewichtskraft längs des Motorrads wirkt.
Gewichtskraft ist bekannt, Zentrifugalkraft aus den Angaben errechenbar (Falls der Begriff unbekannt sein sollte: ist betragsgleich der Zentripetalkraft), somit kannst Du den Winkel berechnen. Die unbekannte Masse kürzt sich dabei raus.
Hallo,
die Zentripetalkraft berechnet sich nach der Formel v²/r.
In Aufgabe a wird das Motorrad mit dieser Kraft gegen die senkrechte Wand gedrückt.
Bei einem Reibungsfaktor von Null würde es trotzdem abrutschen, weil die Zentripetalkraft nur horizontal wirkt, die Erdanziehungskraft dagegen vertikal.
Der Reibungsfaktor von 0,3, multipliziert mit der Zentripetalkraft, hält die Abwärtsbewegung auf.
Wenn das Motorrad oben bleiben soll, muß also gelten:
0,3*v²/r=9,81
v=Wurzel (9,81 m/s² *6 m/0,3)=14 m/s=50,4 km/h.
Bei Aufgabe b wirkt die Zentripetalkraft nicht voll auf die Wand, weil diese diesmal nicht senkrecht steht, sondern nur mit dem Sinus des Neigungswinkels der Bahn.
Gleichzeitig wirkt die Schwerkraft multipliziert mit dem Kosinus des Neigungswinkels dagegen.
Es gilt sin (phi)*v²/r=cos (phi)*g.
sin (phi)/(cos (phi)=g*r/v².
tan (phi)=9,81 m /s²*6 m/400 m²/s²=0,1475
phi=arctan (0,1475)=8,37°.
Herzliche Grüße,
Willy
Könntest du viellecht eine Skizze dazu zeichnen? Ich verstehe es besser mit Bilder.Vielen Dank im Voraus ❣
> weil diese diesmal nicht senkrecht steht,
konnte natürlich auch gemeint sein - aber ich halte meine Interpretation für die wahrscheinlichere, zumal eine schräge Wand erfordert, dass man deren Schräge angibt.