Kreisbewegung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:20 Do 10.05.2007 | | Autor: | bende20 |
| Aufgabe | Ein Kraftwagen der masse 1,2t fährt eine Kure von 30m Krümmungsradius ohne Kurvenüberhöhung.
a) Wie groß muss die seitliche Haftkraft sein, wenn die Geschwindigkeit 40km/h beträgt?
b) Mit welcher Höchstgeschwindigkeit darf der Wagen die Kurve durchfahren, wenn die seitliche Haftkraft maximal halb so groß wie die in a) berechnete ist? |
Hallo!
Welche Formel/gedankenweg muss ich hier jeweils gehen! Check die Aufgabe überhaupt nicht!
Und wenn ich, z. B. eine Eiskunstläuferin habe.. die sich ein wenig zur Zeit "dreht"/fährt! Welche Kräfte wirken, außer die zentrifugalkraft, Gewichtskraft und die resultierende aus den beiden?!?!
Danke im Voraus!!!
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:33 Do 10.05.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
für die Kreisbewegung gilt:
[mm] F_{z}=\bruch{mv^2}{r}
[/mm]
Das ist die Kraft, von einem Gegenstand der Masse m aufgebracht werden muss, wenn es mit der Geschwindigkeit v durch eine Kurve mit dem Radius r fährt.
Wichtig ist hier, dass du die Geschwindigkeit in m/s angibst, also musst du die Geschwindigkeit von km/h in m/s umrechnen.
Der Rest sollte gegeben sein.
Die Information, dass es KEINE Kurvenüberhöhung gibt, sagt dir, dass die gesamte Zentripetalkraft durch die Haftreibungskraft der Räder zur Straße aufgebracht werden muss. Das ist dann wohl die seitliche Haftreibungskraft, die hier angesprochen wird.
b) Hier hast du jetzt die Kraft von oben berechnet, teilst diese durch zwei, und setzt alle bekannten Größen wieder in die obige Formel ein. Dann nach v umstellen, und du bist fertig.
Meinst du bei deiner Eiskunstläuferin, dass diese einen Kreis fährt?
Dann wirkt auf die Kreisläuferin einmal die Gravitationskraft (die wirkt ja immer).
Ebenfalls muss auf die Eiskunstläuferin die oben angesprochen Zentripetalkraft wirken, die zum Kreismittelpunkt zeigt.
Jetzt muss nur noch die Frage geklärt werden, wodurch diese aufgebracht wird.
Ist der Boden eben, und die Läuferin senkrecht zum Boden, so wird die Kraft vollständig durch die Haftkraft zwischen Kufe und Eis aufgebracht.
Ist ja ähnlich wie beim Autofahren: Dort ist es die Haftkraft zwischen Autoreifen und Boden.
Fährt man zu schnell, so reicht die Kraft zwischen Boden und Reifen nicht aus, und man "fliegt" aus der Kurve.
Ist die Kurve allerdings überhöht, so wirkt ein Teil der Gewichtskraft, die man dann zerlegen kann in einen Teil, der in Richtung des Kreismittelpunktes zeigt, und einen senkrecht zu der oben erwähnten Teilkraft, unterstütztend.
D.h. der Teil von Fg, der dann zum Kreismittelpunkt zeigt, hilft dann bei der Aufbringung der Zentripetalkraft mit, die restliche Kraft wird dann eben wieder durch die Haftkraft zwischen Reifen und Straße aufgebracht.
Das erklärt auch, warum man durch erhöhte Kurven schneller Fahren kann.
LG
Kroni
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:43 Do 10.05.2007 | | Autor: | bende20 |
Dankeschön!!! Ich werds jetzt gleich ausprobieren!!
Du bist richtig gut!!! So möcht ich Physik auch können! Danke nochmals!!
LG
bende
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