Looping - Beispiele

zurückzum Looping zur Physik der Achterbahn Klothoidenlooping, den Abhang hinab

Beispiel 1

Ein Auto mit einer Masse von 1000 kg fährt über den höchsten Punkt eines Hügels, dessen Krümmungsradius 40m beträgt
a) Wie groß ist die Kraft n der Fahrbahnoberfläche auf das Auto, wenn das Auto mit einer Geschwindigkeit von 15m/s unterwegs ist?
m.g - n = mv2/r
n = mg - m v² /r
n=1000 kg.9.8 m/s² - 1000 kg.(15 m/s)²/40 m = 9,800 N - 5,625 N = 4,175 N
b) Das Auto fährt nun mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s
n = 1000 [ 9.8 - (20)²/40]= 1000.( 9.8 - 10)= 1000.( - 0.2)  = -200 N
Natürlich kann die Fahrbahn keine negative Kraft (d.h. nach unten gerichtete) auf das Auto ausüben; das Auto verliert den Kontakt mit dem Boden!

Beispiel 2

Welche Bedingungen müssen für die Geschwindigkeit des Motorradfahrer a) am höchsten Punkt vo und b) am tiefsten Punkt vu gelten?

a) Im obersten Punkt gilt n = m v²0 / r  - mg
Auf das Motorrad muss eine zumindest noch minimale Bodendruckkraft wirken, d.h.n>0 



b)

Quelle: leifiphysik


Ein ähnliches Beispiel leifiphysik

Warum fällt die Gondel nicht?

Hier fährt die Gondel einer Achterbahn durch den oberen Scheitel einer Schleife ("Looping"). Warum fällt sie dabei nicht nach unten?

 


In Position 1:
Normalkraft durch die Schienen = Zentripetalkraft

In Position 2:
Normalkraft durch die Schienen + Gewichtskraft = Zentripetalkraft

Beachte, dass die Geschwindigkeit in Position 2 kleiner ist als in Position 1 und daher dort auch die Zentripetalkraft kleiner ist (Radius ist ja konstant)


Eine  Pilotin (60-kg) beendet einen Sinkflug, indem sie einen Kreisbogen mit dem Radius 800m fliegt. Ihre Geschwindigkeit am tiefsten Punkt beträgt 120 km/h. Wie groß ist ihr scheinbares Gewicht?
v = 120 km/h = 33,3 m/s

 

E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 06.08.2003