Wagen in Looping

combo1 · Anmeldungsdatum: 29.04.2020 Beiträge: 1

Meine Frage:
Kann mir wer bitte weiterhelfen?
Eine Looping-Bahn enthält eine Schleife, die als Kreis mir Radius r=6,4 m geformt ist. Ein Wagen m=500 kg startet aus der Ruhe heraus in einer solchen Anfangshöhe, dass er die Bahn währen der Fahrt gerade noch nicht verlässt (=nicht herunterfällt). (Reibung und Schwerpunkt vernachlässigbar)

a) Berechne die Geschwindigkeit v des Wagens im höchsten Punkt der Schleife

b) Berechne die erforderliche Starthöhe h

c) Berechne die Kraft F die die Schiene im untersten Punkt auf den Wagen ausübt

Ich danke im voraus

Meine Ideen:
Man muss halt mit den Drehbewegungsformeln arbeiten. Ich weiss nur nicht welche und wie man das macht.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5875 Wohnort: jwd

zu a)
Damit der Wagen am oberen Punkt nicht herunter fällt, muss die Zentripetalkraft = der Gewichtskraft sein.

Daraus kannst Du die gesuchte Geschwindigkeit bestimmen.

zu b)
Es gilt Kinetische Energie = potentielle Energie
Welche kinetische Energie hat der Wagen am oberen Punkt?
Wie hoch muss die potentielle Energie sei, die der kinetischen entspricht.

zu c)
Welche potentielle Energie hat der Wagen am oberen Punkt?
Wie hoch ist seine kinetische Energie am unteren Punkt und welche Geschwindigkeit hat er dort?
Welche vertikalen Kräfte wirken dort?