Wie berechne ich die gleichförmige Kreisbewegung?

2 Antworten

Ein paar Tipps:

  1. Winkelgeschwindigkeit: Eine Umdrehung wären 360°. Wie viel °/s macht das dann bei 2 Umdrehungen in 1 Sekunde? Kannst dann über [°/s]*pi/180=[rad/s] umrechnen, falls das erwünscht ist. Bahngeschwindigkeit: Eine Umdrehung entspricht einer Strecke von 2*pi*r und r ist mit 80 cm gegeben.
  2. 20 km/h zu Minuten sind 20 km / 60 min. Reifendurchmesser d sind 60 cm, Umfang u = pi*d. Umdrehungen pro Minute f ergeben sich aus dem Quotient der Strecke s, die in einer Minute zurückgelegt und dem Umfang des Reifens u: f=s/u
  3. Äquator hat ca. 40.000 km und die Erde dreht sich in 24 h einmal um ihre Achse (näherungsweise). Geschwindigkeit in km/h: v = s / t. Ein beliebiger Punkt weiter nördlich oder südlich: Trigonometrie. Die Erde ist eine Kugel, d.h. Hypothenuse = Erdradius, errechnet sich aus dem Äquatorumfang (r = u/2pi) und die Kathete, nach der du suchst, ergibt sich aus dem Cosinus, da Ankathete.

Der Rest ist trivial, einfach in den Taschenrechner eingeben.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
Viktor1  27.08.2020, 13:28
r ist mit 80 cm gegeben.

alles soweit richtig - aber r ist nicht gegeben sondern nur die Schnurlänge welche etwas länger ist als r. Aber dies zu berücksichtigen wäre wohl eine Überforderung des FS, weshalb dies wohl auch nicht in die Aufgabenstellung eingeht, aber hätte erwähnt werden müssen, daß es vernachlässigt werden darf.

0
Avicenna89  27.08.2020, 15:13
@Viktor1

Dieser Fehler wird durch den nicht berücksichtigten Durchmesser der Kugel ausgeglichen ;)

0

Kreisgleichungen aus dem Mathe-Formelbuch,Geometrie,Kreisberechnung

Umfang U=2*r*pi=d*pi

Umfangsgeschwindigkeit v=U*n=2*r*pi*n=r*2*pi*n mit 2*pi*n=w Winkelgeschwindigkeit in rad/s (Radiant pro Sekunde)

v=r*w

1) w=2*pi*n=2*pi*2 s^(-1)=12,566 rad/s Potenzgesetz a^(-n)=1/a^(n) oder 1/a^(-n)=a^(n)

also s^(-1)=1/s¹=1/s (1 durch Sekunde)

v=0,8m*12,566 rad/s=10,05 m/s

2) v=20 km/h=5,55..m/s

v=U*n

siehn=v/U=5,55 m/s/(0,8 m*pi)=2,21 s^(-1) Umdrehungen pro Sekunde

1 Minute=60 Sekunden

n=2,21 *60=132,63 min^(-1) Umdrehungen pro Minute

3) Erdradius am Äquator r=3,37*10⁶ m

n=1 Umdrehung in 24 Stunden → 3600 Sekunden/Std*24Std=86400 Sekunden

w=2*pi/T

2*pi=Vollkreis in rad

T=Umlaufzeit für 1 Umdrehung

v=r*w=3,37*10⁶m*2*pi/86400s=245,07 m/s Umfangsgeschwindigkeit am Äquator

am Pol ist Radius r=0 also v=0

Erdradius bei (a)=45° r=re*cos(a)=3,37*10⁶m*cos(48°)=2254970,143 m

siehe Mathe-Formelbuch,Kugelkoordinatensystem,Vektorrechnung,Analytische Geometrie

München v=2254970,143 m*2*pi/86400 s=163,98 m/s

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert