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Zentripetalkraft berechnen

Wie stark muss eine Kraft sein, damit ein Körper auf einer Kreisbahn bleibt? Gib drei der vier Größen ein – Kraft, Masse, Geschwindigkeit oder Radius wird berechnet.

Formel: FZ = m · v² / r

Leeren Lass genau das Feld leer, das berechnet werden soll.

Beispiele: Auto in der Kurve: 1200 kg, 50 km/h, r = 40 mKettenkarussell: 80 kg, 8 m/s, 6 mWie schnell bei 1 kN, 70 kg, r = 10 m?

Die Formel

Ein Körper auf einer Kreisbahn ändert ständig seine Bewegungsrichtung – er wird zum Mittelpunkt hin beschleunigt. Dafür ist eine Kraft nötig, die zum Kreismittelpunkt zeigt:

FZ = m · v² / r = m · ω² · r mit ω = 2π / T

Beispiel: Auto in der Kurve

m = 1200 kg, v = 50 km/h = 13,9 m/s, r = 40 m: FZ = 1200 kg · (13,9 m/s)² / 40 m ≈ 5,8 kN. Diese Kraft müssen die Reifen durch Haftreibung aufbringen. Bei doppelter Geschwindigkeit wäre es die vierfache Kraft – deshalb rutschen Autos in zu schnell gefahrenen Kurven nach außen.

Erklärung mit Beispielen vom Kettenkarussell bis zum Satelliten: Kreisbewegung.