Zentripetalkraft im Neigungswinkel

DieGravitationziehtmichru · Anmeldungsdatum: 21.09.2014 Beiträge: 1

Meine Frage:
Frage 1:
Also im ersten Schritt soll berechnet werden wie schnell man mit einem Auto fahren in eine Kurve mit dem Radius 10 Meter fahren kann (Haftreibungskoeffizient 0,8 ) wenn das Auto 1 Tonne wiegt.
Frage 2:
Ein Auto fährt durch eine Kurve mit 100kmh. Der kurvenradius beträgt 200meter. Wie stark muss die kurve angewinkelt sein

Meine Ideen:
Für Frage 1. Damit das Auto nicht gerade weiterfährt muss eine zentripetalkraft wirken. Diese wird durch die Straße erzeugt durch die Reibung. Dh. die Reibungskräfte entsprechen der Zentripetalkraft
-> Fz = F reibung = m x v² / r = Hk x mg => v= 8,9m/s
Das hab ich verstanden, auch wenn mir noch nciht ganz so klar ist warum die Straße die zentripetalkraft ausübt

Zur Frage 2:
Fzentrip. muss nach innen zeigen, aber waagerecht nach innen.

In der Lösung wird Fz als Fnormalvektor x sinus alpha (alpha= winkel der kurve)angegeben. Ich versteh bis jetzt nicht wie man auf diesen zusammenhang komment .

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Gravi · Gast

also ich versteh nicht ganz warum man das aus der Normalkraft berechnet. die Zentripetalkraft wird doch aus mv²/r berechnet.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Bei 1 wirkt auf das Fahrzeug die Zentrifugalkraft (nach außen) und würde ohne (oder bei zu geringer) Gleitreibung (nach innen) ein entsprechendes Wegrutschen verursachen. Es ist also diejenige (kritische) Geschwindigkeit gesucht, bei der das gerade noch nicht passiert.

Bei 2 ist, wie schon ausgeführt, die Neigung (Normalkraft

Gewicht) zu berücksichtigen.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

jumi · Gast

Ja, leider ist die Zentrifugalkraft nicht auszurotten.
Wenigstens ist sie jedoch schon seit einigen Jahren aus den Schulbüchern verschwunden.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Man sagt ja auch Zentrifuge und nicht Zentripede, oder?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich meine, das einmal so gelernt zu haben: In einem beschleunigten Bezugssystem gibt es Scheinkräfte. Die werden eingeführt, um die Newtonschen Gesetze auch in einem solchen Bezugssystem verwenden zu können, indem man eben gerade die Scheinkräfte dazu nimmt.
Ein Spezialfall von beschleunigten Bezugssystemen ist ein (mit konstanter Winkelgeschwindigkeit) rotierendes. Dort gibt es dann die beiden Scheinkräfte Zentrifugalkraft und Corioliskraft.

In der Schule wurde das bei uns nicht sauber auseinander gehalten: Ich muss mir genau im Klaren sein, ob ich den Sachverhalt gerade aus dem "äußeren" Inertialsystem heraus beschreibe, oder aus dem beschleunigten, rotierenden Bezugssystem. Im Inertialsystem gibt es keine Scheinkräfte, also auch keine Zentrifugalkraft. Wenn eine Masse sich auf einem Kreis(-bogen) bewegt, dann wird er in diesem Bezugssystem ja beschleunigt, also wirkt auf ihn eine Kraft, die man in diesem Fall Zentripetalkraft nennt.
Wenn man den selben Sachverhalt im mitrotierenden Bezugssystem betrachtet, dann wäre diese Masse ja ständig am selben Ort, also auch unbeschleunigt. Auf ihn wirkt deshalb nur die Scheinkraft "Zentrifugalkraft" und weil er in Ruhe ist, keine Corioliskraft. Allerdings bleibt er nur in Ruhe, wenn die resultierende Kraft 0 ist und gegen die Zentrifugalkraft muss deshalb die Zentripetalkraft diese aufheben, Körper ist im beschleunigten Bezugssystem selbst unbeschleunigt.

Gruß
Marco