Physik – Die Loopingbahn

Referat von:

Florian, Ole, Robert, Saeid, David

Denkanregungen

Wie ist das Gefühl am obersten und untersten Punkt?

Fallen die Wagen nicht runter? Wie schnell muss ein Zug sein?

Aufgabe

Aus welcher Höhe muss ein Zug mindestens losfahren, damit er im Kreis (r=6m) bei A nicht herabfällt?

Lösung: Kräfte-Analyse

In Punkt A muss die Zentripetalkraft mindestens gleich groß sein wie die Gewichtskraft

FG = m ∙ g

FZ = m ∙

Lösung: Kräfte-Analyse

Nun setzen wir beide Formeln gleich, da

FZ FG

m ∙ g = m ∙ | TV

v² = g ∙ r

Lösung: Energieerhaltungssatz

EPot1 = EPot2 + EKin

m ∙ g ∙ h1 = m ∙ g ∙ h2 + ½ m ∙ v²

Lösung: Energieerhaltungssatz

h1 = ? gesucht

h2 = 2r

m ∙ g ∙ h1 = m ∙ g ∙ h2 + ½ m ∙ v² | TVg ∙ h1 = g ∙ 2r + ½ ∙ v² | v²= g ∙ rg ∙ h1 = g ∙ 2r + ½ ∙ g ∙ r | TV h1 = 2r + ½ ∙ rh1 = 2,5rh1 = 15m

A: Der Zug kann mindestens von 15m losfahren

Aufgabe

Berechne mithilfe der gegebenen maximalen Höhe die maximale Geschwindigkeit

Lösung: Energieerhaltungssatz

EPot = EKin

m ∙ g ∙ h = ½ m ∙ v² | TV

v =

v =

v = 25,3 m/s = 91 km/h

A: Die maximal erreichbare Geschwindigkeit ist 91km/h, somit 10km/h niedriger als die Angebene

≈ 30m

Vielen Dank!

Ich bitte euch, falls Unklarheiten vorhanden sind,

euch jetzt unbedingt zu melden!