Zentrifugalkraft: Abi Grundkurs Thüringen 2003 B-Teil
Frage: Zentrifugalkraft: Abi Grundkurs Thüringen 2003 B-Teil(11 Antworten)
hey, ich hoffe mir kann jemand helfen, folgende Physik Aufgabe zu lösen: In einem Streitgespräch 2er Rennfahrer um die optimale Bahn beim Durchfahren einer Kurve mit dem Rennwagen wurde die Frage erörtert, ob dies eher auf der inneren oder der äußerden Bahn in kürzester Zeit möglich ist. Entscheiden und begründen Sie, ob der Weg mit dem kleinen oder der Weg mit dem größeren Radius die optimale Bahn ist. Es ist davon auszugehen, dass die Haftreibung überall gleich ist und die Fahrt auf einer ebenen Kreisbahn ohne Kurvenüberhöhung erfolgt. also ich bin im moment soweit, dass ich weiß, dass die geschwindigkeit beider gleich ist und somit auch die reibungskraft. aber wie komme ich jetzt zum schluss welche bahn nun die optimale ist? vielen dank für die hilfe! jule PS: diese aufgabe kommt aus Abiturprüfung Grundkurs Thüringen 2003 Aufgabe B2 |
| GAST stellte diese Frage am 25.08.2008 - 15:09 |
| Antwort von GAST | 25.08.2008 - 17:24 |
nun, du weißt ja, dass es so etwas wie die zentrifugalkraft gibt. diese kraft sorgt dafür, dass man aus der kurve rausfliegt. ist r zu klein, so ist F(zentrifugal)>F(haft)-->abflug jetzt wird aber beim größeren kurvenradius der weg, und wegen s/v=t (näherung) auch die zeit größer. schätze einfach ab, bei welchem r die bedingungen gut sind. es geht nicht darum eine (genaue) zahl zunehmen, sondern nur um ne ordentliche argumentation und die begründung der entscheidung. |
| Antwort von GAST | 25.08.2008 - 18:05 |
hey, also da wir bereits in der schule festgelegt hatten, dass sie Zentrifugalkraft bzw. Reibungskraft bei beiden Wagen gleich ist und da der äußere Wagen mehr Zeit braucht würde ich jetzt davon ausgehen, dass der innere Bahnradius besser geeignet ist. Liege ich da in etwa richtig? danke |
| Antwort von GAST | 25.08.2008 - 18:11 |
ihr habt das festgelegt? es gilt F(z)~1/r, also könnt ihr das nicht einfach mal so festlegen. nächstes mal fahr ich dann mal ein kreis vom radius 0. mal schauen, ob ich überlebe  wenn man natürlich sagt F(z) berücksichtigen wir nicht, dann ist es klar, dass man möglichst innen fährt. wenn man die kurve als kreisbogen ansieht, dann gilt: s=2pi*r*alpha/360° fährt man weiter außen, so bleibt alpha gleich, der abstand r zum mittelpunkt wird aber größer |
| Antwort von GAST | 25.08.2008 - 20:32 |
also wir sind davon ausgegangen, dass die geschwindigkeit beider konstant ist, also v1=v2. und dadurch sind wir drauf gekommen dass auch die reibungskraft gleich ist F1=F2. zum schluss hatten wir dann raus: v1/r1 (r=Radius) = v2/r2 so und daraus sollten wir nun feststellen welche bahn besser ist. danke |
| Antwort von GAST | 25.08.2008 - 20:40 |
problem ist nur, dass die reibungskraft für hinreichend hohe geschwindigkeiten nicht mehr von v abhängt, also v1=v2 nicht F1=F2 impliziert. ich weiß nicht, was ihr für einen schrott gerechnet habt, aber unter voraussetzung, dass v1/r1=v2/r2 bei euren annahmen stimmt, kannst du das nach v1 auflösen. dann schaust du dir mal den quotienten r1/r2 an. |
| Antwort von GAST | 25.08.2008 - 21:13 |
ah okay, das werd ich morgen mal machen und dann schreib ich nochma was dann meine lösung wäre, okay? danke |
| Antwort von GAST | 26.08.2008 - 15:04 |
also ich hab jetzt mal umgestellt und komme auf vi^2 / va^2 = ri / ra (a=außen, i=innen) und was sagt mir das jetzt? ich komm da nich weiter ... |
| Antwort von GAST | 26.08.2008 - 15:06 |
ach seh grad sollte es nach v1 auflösen, also dann v1= (r1*v2)/r2 deswegen komm ich trotzdem nich weiter was mir das dann sagen soll |
| Antwort von GAST | 26.08.2008 - 17:31 |
wann wird denn v1 groß (gegenüber v2), bei welchem r1/r2 verhältnis |
| Antwort von GAST | 26.08.2008 - 19:28 |
na wenn r1 größer is als r2 oder? |
| Antwort von GAST | 26.08.2008 - 21:41 |
der gleichung nach zu urteilen schon, allerdings hast du was übersehen. lös mal nach v2 auf. vielleicht fällts dir dann auf. |
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