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.
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.
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