Aufgaben zu Kreisbewegungen
(Klassische Mechanik > Kreisbewegungen)
Inhaltsverzeichnis
"Drehgeschwindigkeiten"
Karussell fahren
Lea, Martin und Karin fahren Karussell. Lea steht ziemlich weit Innen, nur 0,5 Meter von der Drehachse entfernt. Martin steht einen Meter und Karin ganz Außen 1,5 Meter entfernt.
Ihre Eltern haben beobachtet, dass das Karussell sich in 2 Sekunden einmal dreht. Sie überlegen jetzt: "Wie schnell ist meine Tochter und mein Sohn?"
- Berechne die Frequenz, die Bahngeschwindigkeit und die Winkelgeschwindigkeit der drei und gib den Eltern eine Antwort.
Plattenspieler und CD-Spieler
Ein Plattenspieler hat eine Frequenz von 33 oder 45 Umdrehungen pro Minute.
- Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit am Ort der Abtastnadel? Der Abstand zwischen Nadel und der Mitte der Platte variiert dabei zwischen 5 und 20 cm.
Eine Audio-CD wird von einem Laser abgetastet. Dabei wird sie so gedreht, dass sie eine konstante Bahngeschwindigkeit von 1,2 m/sec am Laser hat. (Wikipedia: CD-Lesevorgang)
- Wie schnell muss man am Anfang der Spur r= 3cm und am Ende r= 8cm drehen? Gib die Frequenz, die Winkelgeschwindigkeit und die Umlaufdauer an.
Eine Uhr
- Wie groß sind die Frequenz, die Umlaufdauer und die Winkelgeschwindigkeit von Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger einer Uhr?.
Kosmische Geschwindigkeiten
Bekanntermaßen dreht sich die Erde einmal in 24 Stunden um sich selbst.
- Wie schnell ist deswegen eine Person, die am Äquator steht? (Und in Freiburg?)
Die Erde dreht sich in 365 Tagen einmal um die Sonne.
- Wie schnell sind wir aufgrund der Bewegung der Erde um die Sonne?
Impuls, Kraft und Energie
Karussell fahren II
Lea, Martin und Karin fahren Karussell. Ihr Ball stört Karin beim Karussellfahren. Deshalb möchte sie ihn ihrem Vater geben, der gut darauf aufpassen soll. Sie schaut, wo ihr Vater steht und läßt den Ball los, als sie ihren Vater sieht. Voll daneben!
- Mache eine Zeichnung von dem Vorgang aus der Vogelperspektive und erkläre, wann Karin hätte loslassen müssen.
Karin sagt ihren Eltern, dass sie im Karussell ganz arg nach Außen gezogen wird und sie sich deshalb gut festhalten muss. Ihre Mutter entgegnet ihr, dass sie nur gesehen hat, dass Karin sich festgehalten hat.
- Erkläre der Mutter warum beide Recht haben, indem du beschreibst wie aus Karins Sicht Kräfte den Impuls verändern und wie das aus der Sicht der Mutter ist.
Lea steht ziemlich weit Innen, nur 0,5 Meter von der Drehachse entfernt. Martin steht einen Meter und Karin ganz Außen 1,5 Meter entfernt. Ihre Eltern haben beobachtet, dass das Karussell sich in 2 Sekunden einmal dreht.
- Mit welcher Kraft müssen sich Lea, Martin und Karin festhalten? (Schätze fehlende Angaben.)
