Vertikale Kreisbewegungen
Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 75 von 94.
In einem vertikalen Kreis zeigt die Gewichtskraft immer nach unten. Mit der Richtung zum Mittelpunkt hin als positiv gilt:
top: T + mg = mv²/r, bottom: T - mg = mv²/r
Oben zeigen beide Kräfte zum Mittelpunkt; unten zeigt die Gewichtskraft von ihm weg.
Die Seilspannung zieht am stärksten am unteren Ende. Bei einer Achterbahn übernimmt die Normalkraft des Sitzes N die Rolle von T: Am Tiefpunkt einer Senke fühlt sich die fahrende Person schwerer.
Aufgabe
Eine 60 kg schwere Fahrerin in einer Achterbahn fährt durch den tiefsten Punkt einer Senke. Dort beträgt ihre Beschleunigung 5 m/s² und zeigt gerade nach oben zum Mittelpunkt der Senke. Bestimme die Normalkraft N, die ihr Sitz auf sie ausübt.
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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