Kreisbewegung und Gravitation

Schau auf die zwei Pfeile: $v$ zeigt immer entlang der Bahn (so lang wie das Tempo), $F_{z}$ immer zur Mitte.

Mittelschule PhysikAus der Lektion: Kreisbewegung und Gravitation →

Draufsicht. Blau: Geschwindigkeit $v$ . Orange: Richtung von $F_{z}$ , die Grösse steht im Balken. $ω$ : Winkelgeschwindigkeit in rad/s (Bogenmass), $a_{z}$ : Beschleunigung zur Mitte.

Zeit

t

Gleiches Tempo, neue Richtung: $v = 7, 85 m/s$ bleibt, aber der blaue Pfeil dreht. Dafür braucht es $a_{z} = 12, 34 m/s^{2}$ zur Mitte.

Masse

m

Radius

r

Umlaufzeit

T

Schnur reisst bei

t

(12 s = nie)

true

Kraft jetzt

F_{z} (Schnur)

24,67N

m g (Gewicht)

19,62N

$v = \frac{2 π r}{T}$

7,85m/s

$ω = \frac{2 π}{T}$

1,57rad/s

$a_{z} = ω^{2} r$

12,34m/s²

$F_{z} = m a_{z}$

24,7N

Gleiches Tempo, neue Richtung: $v = 7, 85 m/s$ bleibt, aber der blaue Pfeil dreht. Dafür braucht es $a_{z} = 12, 34 m/s^{2}$ zur Mitte.
Die Schnur muss stärker ziehen, als die Kugel wiegt: $F_{z}$ ist $1, 3$ -mal so gross wie $m g$ .

Draufsicht. Blau: Geschwindigkeit $v$ . Orange: Richtung von $F_{z}$ , die Grösse steht im Balken. $ω$ : Winkelgeschwindigkeit in rad/s (Bogenmass), $a_{z}$ : Beschleunigung zur Mitte.

Aufträge

0 von 3 geschafft

Halbiere $T$ von 4 s auf 2 s: Wie wächst $F_{z}$ ?
(offen)
Lass die Schnur genau oben reissen (bei 12 Uhr).
(offen)
Mach $a_{z}$ so gross wie $g$ , auf 0,5 m/s² genau.
(offen)

Entdecke:

Schau auf die zwei Pfeile: $v$ zeigt immer entlang der Bahn (so lang wie das Tempo), $F_{z}$ immer zur Mitte. Lass dann die Schnur reissen: Ohne $F_{z}$ fliegt die Kugel geradeaus weiter, genau in Richtung des letzten $v$ -Pfeils. Halbierst du $T$ , wird der $v$ -Pfeil doppelt so lang und $F_{z}$ viermal so gross. Die Balken haben eine feste Skala: voll = 200 N.

Jetzt selbst rechnen

In der Lektion «Kreisbewegung und Gravitation» gibt es Musterbeispiele und einen Trainer, der sich an dein Niveau anpasst.

Zum Trainer