Abstand von 4,5 cm von der Mitte. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit eines Punktes in diesem Abstand? (in km/h)

Transkript

1 Aufgaben zu Roaion 1. Die Spize de Minuenzeige eine Tuuh ha die Gechwindigkei 1,5-1. Wie lang i de Zeige?. Eine Ulazenifuge eeich Udehungen po Minue bei eine Radiu von 10 c. Welchen Weg leg ein Teilchen in eine Milliekunde zuück? 3. Eine Feplae ach 700 Udehungen po Minue. De äußee Rand ha einen Aband von 4,5 c von de Mie. Wie goß i die Bahngechwindigkei eine Punke in diee Aband? (in k/h) 4. Eine Zenifuge eziel die 100-fache Edbechleunigung. Dabei deh ie ich in eine Keibahn i 5 Radiu. Mi welche Gechwindigkei beweg ich ein Punk a Rande de Keibahn? 5. Eine Schaukel chwing au hoizonale Anfanglage al Pendel nach unen. Welche Kaf haben die aelo gedachen Seben de Gondel a iefen Punk auzuhalen, wenn die Mae de Gondel 60 kg und die de dain izenden Peon 70 kg beäg? 6. Ein Käfe (=1g) oie windgechüz auf de Flügelpize (=15) eine Windkafanlage, die fü eine Udehung bauch. Mi welche Kaf u ich de Käfe i einen kleinen Käfebeinen an de Flügel fehalen, dai e daauf izen bleib? 7. Fü viele Leue ach eine Achebahn e ichig Spaß, wenn indeen ein Looping enhalen i. I Looping fäh de Waagen o chnell, da e an die Bahn gepe wid und nich heunefäll. Auch die Peonen i Wagen püen dieen Anduck. Nun fahen in eine Achebahn Menchen ganz unechiedliche Mae: dünne, leiche und dicke, chwee. Wie püen ie die Kaf, die ie a obeen Punk de Looping i Wagen häl? a) Die chween Menchen püen eine äkee Kaf. b) Alle Menchen püen die gleiche Kaf. c) Die leichen Menchen püen eine chwächee Kaf.

2 Löungen 1. geg.: v = 1,5 ge.: = 60in Löung: Die Zei egib ich au de Daue eine Udehung de Minuenzeige: e bauch genau 1 Sunde = 60 in fü eine volle Udehung. Fü die gleichföige Dehbewegung gil: π T v T = π 1, = π = 859 = 86c Anwo: De Zeige i 86 c lang.

3 . geg.: U= 3940in Löung: = 10c ge.: = 1 Da die Bewegung gleichföig i, kann an cheiben: = v i de geuche Weg und die vogegebene Milliekunde. Die Gechwindigkei lä ich au den gegebenen Gößen beechnen. De Weg de Teilchen i ein Kei, o da an dafü den Keiufang vewenden kann: = u= π = π 1 10 = 0,63 Dieen Weg chaff da Teilchen in eine Minue al, alo in eine Sekunde 399 al. Da heiß, die Zei fü einen Ulauf beäg 1 = 399 Au de Weg und de zei kann die Gechwindigkei bei weden: 0, , ,4 Da Teilchen leg alo 51,4 in eine Sekunde zuück. Gefag i de Weg in eine Milliekunde, alo de auendel Teil eine Sekunde. Da ind dann 0,514, alo und 5 c. Anwo: Da Teilchen leg in eine Milliekunde und 5 c zuück.

4 3. geg.: Löung: n = 700in ge.: = 4,5 c Die Bewegung de Punke veläuf gleichföig, da heiß, e wid wede chnelle noch langae. Dai kann die Gleichung fü die gleichföige Bewegung vewende weden: De Weg enpich de Ufang eine Keie i de gegebenen Radiu: = U = π De Punk ach 700 Udehungen in eine Minue. da ind in eine Sekunde: Udehungen 60 = v Dai bauch de Punk Eingeez egib da π π 4, π 4, ,9 k 1,1 h 1 10 fü einen Ulauf. Anwo: De Punk ha eine Bahngechwindigkei von 1 k/h.

5 4. geg.: Löung: Anwo: a = 100g ge.: v = 5 Da de Punk a Rand in eine konanen Aband kei i die auf ihn wikende Kaf gleich de Radialkaf: v v a = v a = a ,81 k h 5 De Punk beweg ich i 5 k/h.

6 5. geg.: Löung: Anwo: G P = 60kg ge.: F = 70kg Die Seben üen i uneen Punk zwei Käfe aufbingen: die Gewichkaf und die Radialkaf. F = F G + F R Die Gewichkaf i: F G = g Die Radialkaf: v FR = i de Radiu de Keibewegung und enpich de Länge de Schaukel. Die i abe nich gegeben. v i die Gechwindigkei, die die Schaukel i uneen Punk ha. Da ie au de hoizonalen Lage ko, in de ie in Ruhe wa, enpich die Gechwindigkei de Fallgechwindigkei au diee Höhe. Die Höhe i abe de Radiu. g und g = = g Dai wid: g g g g Dai geh an in die Gleichung de Radialkaf: g FR = FR = g Die Länge de Schaukel i nich nowendig. Nun lä ich die Geakaf beechnen: F = g+ g F = 3 g F = 3 130kg 9,81 F = 386N F = 3,8kN Die Seben üen eine Belaung von 3,8 kn wideehen können. Da i da deifache de Gewichkaf de Peon.

7 6. geg.: 3 = 1 10 kg Löung: = 15 ge.: T = Dai de Käfe die Keibewegung iachen kann, u e ich i de dazu nowendigen Radialkaf an de Flügelpize fekallen. v Übe die Gechwindigkei i noch nich bekann. Die Bewegung i abe gleichföig und Weg und Zei ind bekann. De in zuückgelege Weg i de Ufang de geaen Windade: π T Dai ehäl an die Radialkaf: 4 π T 4 π T ,15N kg 4 π 15 F Anwo: Dai u de Käfe eine Kaf aufbingen, die de 15-fachen eine Köpegewiche enpich. De Käfe u ich i 0,15 N fehalen.

8 7. I obeen Punk de Looping wiken zwei Käfe auf den Menchen: die ie und all gegenwäige Gewichkaf, die ihn nach unen ziehen wüde und die Zenifugalkaf. Lezee i eine Täghei- ode Scheinkaf, die o goß wie die Radialkaf i und nach außen wik. Dai zeig die Richung de Zenifugalkaf i obeen Punk de Loopingbahn engegengeez zu Gewichkaf. Die Kaf, die de Mench in diee Punk pü, i die Diffeenz de beiden Käfe. I die Gewichkaf göße, fäll e au de Gondel, ind beide gleich goß, chweb e geade o duch den Looping (chweelo) und i die Zenifugalkaf göße, ko e ganz iche duch den Looping hinduch. Wovon ind die beiden Käfe nun abhängig? Die Gewichkaf i ganz einfach Mae al Fallbechleunigung: F = g G Die Zenifugalkaf beechne ich wie die Radialkaf und häng von de Mae de Köpe, de Gechwindigkei und de Radiu de Keibahn ab: F R v = Subahie an beide Käfe, ehäl an F = F F G R v F = g v F = g Die Wee in de Klae ind fü einen Waagen ie gleich. Einzig die Mae i fü die Menchen vaiabel. Ja göße die Mae, uo göße die nach außen wikende Kaf. Hinwei: Dai die Loopingbahn übehaup duchlaufen weden kann, üen Gewichkaf und Fliehkaf genau gleich ein. In diee Fall küzen ich die Maen au. E koen alo owohl die Dicken al auch die Dünnen duch den Looping.