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Physikaufgabe: Fahrradfahrer durchfährt Kurve

Schüler Gymnasium, 10. Klassenstufe

Tags: Fahrradfahrer durchfährt, Kurve, Physik

MartinMartin aktiv_icon

12:19 Uhr, 10.03.2009

Ein Radfahrer durchfährt dien Kurve von

7 m

Krümmungsradius mit iener Geschwindigkeit von

5 \frac{m}{s}

. Die Masse des Mannes samt Fahrrad beträgt 80kg.

a)

Hinweis:
Die resultierende Kraft

F_{Z}

wird erhalten aus der Summe der Gewichtskraft

F_{G}

und
F_Boden. F_Boden wird zu diesem Zweck zum Schwerpunkt verschoben!

Welche resultierende Kraft übt das Rad auf den Bodne aus (Gegenkraft)?

b)

Unter welchem Winkel

(α)

gegen die Lotrechte muss der Fahrer sich mit dem
Rad zur Seite neigen, um mit Hilfe der Kraft F_Boden die nötige Zentripetalkraft
zu erhalten?

c)

Wei gross muss dann die Reibungszahl zwischen Rad und Erdboden mindestens sein,
damit das Rad nicht seitlich weggleitet?

d)

Wie ändert sich der Winkel

(α)

mit der Masse des Fahrers?

Wie würdet ihr eine solche Aufgabe angehen?

Ich würde mich über jede Antwort freuen, die mich irgendwie weiter
bringt!!!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)

DK2ZA aktiv_icon

17:17 Uhr, 10.03.2009

Der Radfahrer (Massenpunkt) bewegt sich auf einer horizontalen Kreisbahn mit konstanter Bahngeschwindigkeit. Damit er das tut, darf auf ihn nur eine einzige Kraft wirken, nämlich die zum Kreismittelpunkt gerichtete Zentripetalkraft

F_{z} = \frac{m \cdot v^{2}}{r}

F_{z} =

80kg

\cdot \frac{{(5 \frac{m}{s})}^{2}}{7 m}

F_{z} = 285,7 N

F_{z}

ergibt sich als Summe der tatsächlich am Radfahrer angreifenden Kräfte, nämlich der nach unten gerichteten Schwerkraft

F_{G} = m \cdot g

und der Kraft

F_{B},

welche der Boden auf die Fahrradreifen ausübt.

F_{B}

ist nach oben gerichtet, jedoch so zum Kreismittelpunkt geneigt wie der Radfahrer.

An Hand einer Skizze überlegt man sich, dass

F_{B}^{2} = F_{G}^{2} + F_{z}^{2}

F_{B}^{2} = m^{2} \cdot g^{2} + m^{2} \cdot \frac{v^{4}}{r^{2}}

F_{B} = m \cdot \sqrt{(g^{2} + \frac{v^{4}}{r^{2}})}

GRUSS, DK2ZA

TermX aktiv_icon

13:38 Uhr, 28.10.2013

Hi, erstmal entschuldige ich mich, dass ich diesen Beitrag neu aufgreife ;-).
Ich habe das gerade gerechnet und jetzt würde ich gerne wissen ob meine Lösungen Stimmen.

a: F=835,19N
b: Alpha=20Grad
c: f muss größer/gleich 0,36 sein
d: Masse hat keinen Einfluss auf den Winkel.

Danke für eure Antworten.

DK2ZA aktiv_icon

17:40 Uhr, 28.10.2013

Stimmt alles!

GRUSS, DK2ZA

TermX aktiv_icon

17:45 Uhr, 28.10.2013

Ok, danke für deine Antwort ;-)

Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.

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