Fragenbank: Kinematik: Gleichmäßige Kreisbewegung Beschleunigung

Die gleichförmige Kreisbewegung (GKB) ist eine Bewegung, die auftritt, wenn ein Körper sich um einen festen Punkt bewegt, das heißt, der Gegenstand beschreibt eine kreisförmige Bahn mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Was sind die zwei grundlegenden Größen, die an der GKB beteiligt sind?

Die Zentripetalbeschleunigung ist eine der Formen der Beschleunigung, die in der Physik vorkommen können. Sie wird als Zentripetalbeschleunigung charakterisiert, das heißt, sie ist senkrecht zur Bewegungsrichtung und hat ihren Ursprung in der Zentripetalkraft, die die Kraft ist, die die Richtung eines sich bewegenden Körpers ändert. Was ist die Zentripetalkraft?

Ein Auto fährt einen Abschnitt einer kreisförmigen Strecke mit konstantem Skalarniveau, realisiert eine Gleichförmige Kreisbewegung (GKB). Wenn die Geschwindigkeit des Autos verdoppelt wird, welcher Wert wird die neue Zentripetalbeschleunigung im Vergleich zur vorherigen Beschleunigung haben?

Ein Freizeitpark hat eine der beliebtesten Attraktionen namens "Rotor", bei der die Besucher in einen zylindrischen Raum eintreten, der sich um seine zentrale Achse dreht. Wenn er eine ausreichende Geschwindigkeit erreicht, öffnet sich der Boden und die Besucher bleiben an der Wand haften, ohne zu fallen. In diesem Kontext nehmen Sie an, dass Sie ein Ingenieur sind, der hilft, einen neuen "Rotor" mit einem Durchmesser von 8 Metern zu entwickeln, und dabei die Sicherheit der Besucher gewährleisten möchte. Dazu berechnen wir zuerst die minimale notwendige Zentripetalbeschleunigung, damit ein Besucher mit 60 kg nicht fällt, wenn sich der Boden öffnet. Anschließend, gegeben den berechneten Wert der Beschleunigung, bestimmen wir die minimale Winkelgeschwindigkeit in rad/s, die der "Rotor" erreichen muss, um die Sicherheit der Besucher zu gewährleisten. Schließlich berechnen wir unter Berücksichtigung der minimalen Winkelgeschwindigkeit und des Durchmessers des "Rotors" die minimale lineare Geschwindigkeit in m/s, die die Besucher erreichen müssen, um an der Wand zu bleiben.