Kreisbewegung - Zentripetalkraft, Physikübungen

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

Hilfe
  • 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 5
    • Berechnen Sie die gesuchte Größe mithilfe der Zwischenschritte.
      • Beim Hammerwurf muss der Hammer kurz vor Abwurf mit einer Kraft von \(2490~\mathrm{N}\) gehalten werden. Der Wurfhammer der Frauen hat eine Masse von \(4~\mathrm{kg}\) und wird auf einer Kreisbahn mit ca. \(1,6~\mathrm{m}\) Radius (Griff + Armlänge) beschleunigt.
      Berechnen Sie den Betrag der Bahngeschwindigkeit in Meter pro Sekunde des Hammers unmittelbar vor dem Abwurf.
      Schritt 1 von 3
      \(m\) \(~=~\) \(~\mathrm{kg}\)
      \(r\) \(~=~\) \(~\mathrm{m}\)
      \(F_Z\) \(~=~\) \(~\mathrm{N}\)
    • keine Berechtigung
    Hilfe
    Hilfe
    Notizfeld
    Notizfeld
    Tastatur
    Tastatur für Sonderzeichen
    Kein Textfeld ausgewählt! Bitte in das Textfeld klicken, in das die Zeichen eingegeben werden sollen.
    Wenn du ein Benutzerkonto hast, logge dich bitte zuvor ein.
    Lösung
    Achtung
    Du hast noch keinen eigenen Lösungsversuch gestartet. Sobald du auf »Lösung anzeigen« klickst, gilt der Zwischenschritt als nicht gelöst und die Bewertung deiner Leistung für diese Aufgabe verschlechtert sich. Tipp: Sieh dir vor dem Anzeigen der Lösung die Hilfe zu dieser Aufgabe an.
    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)