Looping
Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 76 von 94.
Oben in einer Schleife drücken sowohl die Schiene als auch die Gewichtskraft den Wagen nach unten, zum Mittelpunkt hin: N + mg = mv²/r.
Bei der Mindestgeschwindigkeit gilt N = 0, und die Masse kürzt sich heraus:
v_min = √(g r)
Bei noch geringerer Geschwindigkeit verlässt der Wagen die Bahn. Ohne Reibung muss der Startpunkt aus der Ruhe mindestens 2.5r hoch liegen.
Bei der Mindestgeschwindigkeit zieht allein die Gewichtskraft den Wagen um den höchsten Punkt des Loopings.
Aufgabe
Ein Stuntfahrer erreicht den höchsten Punkt einer Loopingbahn mit 7 m/s, genau der Mindestgeschwindigkeit für die Loopingbahn. Bestimme den Radius r der Loopingbahn.
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Alle Lektionen in Mechanik
1Vektoren und Newtons Gesetze
Rechtwinklige DreieckeWas ist ein Vektor?Vektoren addierenAchsen und RichtungenVektorkomponentenKräfte um uns herumReibung und SpannungNewtons erstes GesetzNewtons zweites GesetzNewtons drittes GesetzRückblick – Resultierende Kraft4Kinematik in 1D
Ort und VerschiebungGeschwindigkeitBeschleunigungBewegungsdiagrammeBewegungsgleichungenRückblick – bremsendes Auto2Reibung
Was ist Reibung?HaftreibungGleitreibungReibung und Newtons GesetzeRückblick – Gleitende Kiste5Senkrechte Bewegung
Freier FallSenkrechter Wurf nach obenFlugzeitWiederholung – fallengelassener Ball8Projekt: Lieferdrohne
MissionsbesprechungSchub zum AbhebenAufstieg zur FlughöheReiseflug und BremsenPaketabwurf11Elastische Energie
Elastische potenzielle EnergieFederwerferEnergie mit FedernZusammenfassung – Federwerfer14Kreisbewegung
Gleichförmige KreisbewegungZentripetalbeschleunigungHorizontale KreisbewegungenVertikale KreisbewegungenLoopingZusammenfassung – Auto in einer Kurve17Abschließende Herausforderungen
Wiederholung – Stunt-RampeWiederholung – CrashtestWiederholung – Raumsonde3Schiefe Ebenen
Kräfte auf einer schiefen EbeneGewichtskraftkomponentenReibungsfreie schiefe EbeneSchiefe Ebene mit ReibungRutscht es?Wiederholung – Rampen-Challenge6Wurfbewegung
Unabhängige AchsenWaagerechter AbschussAbschuss unter einem WinkelWurfweite und maximale HöheWiederholung – Triff das Ziel9Arbeit und Energie
ArbeitKinetische EnergieArbeit-Energie-TheoremGravitationsenergieEnergieerhaltungLeistungWiederholung – Achterbahn