Zentripetalkraft und Physik

Question

Aufgabe:

a) Gib an, welches Phänomen die Zentripetalkraft zum Durchfahren einer Kurve gewährleistet!

b) Welchen Radius muss eine Kurve mindestens haben, damit sie bei Nässe (f = 0,4) mit 80 km/h
durchfahren werden kann?

c) Welche Geschwindigkeit ist in derselben Kurve bei Glatteis (f = 0,1) möglich?

(Die Reibungskraft eines Körpers berechnet sich gemäß F = mgf, wobei die Beschaffenheit der Kontaktflächen durch die sogenannte Reibungszahl f berücksichtigt wird.)

Problem/Ansatz:

Ich hab leider gar keine Ahnung wie ich das berechnen soll...hab es paar mal versucht aber ich verstehe es einfach nicht selbst nach Nachfrage bei dem Lehrer  :/

Falls mir jemand hier helfen könnte wäre ich sehr dankbar

Answer 1

Hallo,

a)  Die Zentripetalkraft ist bei der Kurvenfahrt die Haftreibungskraft in Richtung Mittelpunkt.

b)      F_z ≤  F_R   →  m · v² / r ≤  f_R ·  m · g  →    r ≥  v² / (f_R · g)   

c)    Ungleichung in b) umstellen:  v ≤  √( r · f_R · g) 

Gruß Wolfgang

Comments

Dankeschön ich habe bei der b) jetzt 125,86 raus. Würde das estimmen ?

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Ja, das ist richtig.

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Okay super. Und bei der c) könnte man dann nicht 22,222^2/0,1•9,81 rechnen ?

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Nein:

\(v_{max}= \sqrt{ r·f_R·g}\)

r = 125,86 m , f_R = 0,1 ;  g = 9,81 m/s²

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Ah ja jz verstehe ich es Vielen dank :).

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gern geschehen

Answer 2

Hallo

die einzige Zentripetalkraft, die in einer ebenen Kurve wirkt ist die Reibungskraft Fr=f*m*g die muss mindestens so groß wie die nötige Zentripetalkraft Fz=m*v^2/r sein. sonst fliegt das Fahrzeug us der Kurve.

b) also setze Fr=Fz und berechne daraus r, natürlich zuerst v in m/s umrechnen.

c) dieselbeGleichung  mit neuem f, jetzt  r aus b) nehmen und v bestimmen

Gruß lul