Kreisbewegung - Zentripetalkraft, Physikübungen

Zentripetalkraft identifizieren, berechnen und deren Abhängigkeit von Größen bestimmen - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig) - 15 Aufgaben in 5 Levels

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  • Beispiel
    Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe:
  • Hilfe zum Thema
    Zentripetalkraft

    Die Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, weil sich die Richtung der Geschwindigkeit stets ändert. Bei beschleunigten Bewegungen ist eine Kraft nötig. Die sog. Zentripetalkraft \(F_Z\) zeigt stets zum Kreismittelpunkt und hält den Körper auf der Kreisbahn. Sie hängt von der Masse \(m\), der Bahngeschwindigkeit \(v\) und dem Abstand \(r\) zur Drehachse (Radius) ab.

    \(\colorbox{#E8EFF5}{\(F_Z=m\cdot\dfrac{v^2}{r}\)}\)
    Basiseinheit: \(\mathrm N\)

    und wegen \(v=\omega\cdot r\) auch

    \(\colorbox{#E8EFF5}{\(F_Z=m\cdot\omega^2\cdot r\)}\)
    Basiseinheit: \(\mathrm N\)
  • Weitere Hilfethemen

    • Aufgabe

    Aufgabe 1 von 2 in Level 4
    • Berechnen Sie den Betrag der Zentripetalkraft mithilfe der Zwischenschritte.
      • Beim Hammerwurf erreicht der Hammer kurz vor Abwurf eine Bahngeschwindigkeit von ca. \(100\mathrm{\dfrac{km}{h}}\). Der Wurfhammer der Männer hat eine Masse von \(7,26~\mathrm{kg}\) und wird auf einer Kreisbahn mit ca. \(1,7~\mathrm{m}\) Radius (Griff + Armlänge) beschleunigt.
      Berechnen Sie den Betrag der Zentripetalkraft in Newton, die der Hammerwerfer kurz vor Abwurf aufbringen muss.
      Schritt 1 von 3
      (Falls nötig auf zwei Dezimalstellen runden.)
      \(m\) \(~=\;\) \(~\mathrm{kg}\)
      \(r\) \(~=\;\) \(~\mathrm{m}\)
      \(v\) \(~\approx \;\) \(~\mathrm{\dfrac ms}\)
    Beispiel
    Beispiel-Aufgabe
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    Lösung
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    Stoff zum Thema
    Zentripetalkraft

    Die Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, weil sich die Richtung der Geschwindigkeit stets ändert. Bei beschleunigten Bewegungen ist eine Kraft nötig. Die sog. Zentripetalkraft \(F_Z\) zeigt stets zum Kreismittelpunkt und hält den Körper auf der Kreisbahn. Sie hängt von der Masse \(m\), der Bahngeschwindigkeit \(v\) und dem Abstand \(r\) zur Drehachse (Radius) ab.

    \(\colorbox{#E8EFF5}{\(F_Z=m\cdot\dfrac{v^2}{r}\)}\)
    Basiseinheit: \(\mathrm N\)

    und wegen \(v=\omega\cdot r\) auch

    \(\colorbox{#E8EFF5}{\(F_Z=m\cdot\omega^2\cdot r\)}\)
    Basiseinheit: \(\mathrm N\)
    Beispiel 1
    Nennen und beschreiben Sie die Kraft, die ein Auto auf der Straße hält, wenn es eine Kurve fährt.
    Geben Sie Beispiele an, wann diese Kraft nicht mehr wirkt und was daraufhin passiert.
    Beispiel 2
    Der Saturn hat eine Masse von \(5,683\cdot10^{26}~\mathrm{kg}\) und kreist in \(9,293\cdot 10^8~\mathrm s\) im (mittleren) Abstand von \(r = 1,434\cdot 10^9~\mathrm{km}\) um die Sonne.
    Berechnen Sie den Betrag der Zentripetalkraft in Newton, die den Saturn auf seiner Bahn hält.
    \(F_Z\approx~\)▇\(~\cdot 10^{22}~\mathrm{N}\)
    (auf eine Dezimalstelle runden)