Kreisbewegung und Zentripetalkraft sicher verstehen

Bei einer Kreisbewegung ändert sich die Richtung der Geschwindigkeit ständig. Die zum Mittelpunkt gerichtete Zentripetalbeschleunigung sorgt dafür, dass der Körper der Kreisbahn folgt.

Auf dieser Seite übst du Umlaufzeit, Frequenz, Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit, Zentripetalkraft und Anwendungen wie Kurvenfahrt und Satellitenbahnen.

So löst du die Aufgaben

  1. Notiere Radius, Masse, Geschwindigkeit, Umlaufzeit oder Frequenz.
  2. Wandle Drehzahl, Zeit und Winkel in passende Einheiten um.
  3. Nutze v = 2πr/T, ω = 2πf und Fₙ = m·v²/r.
  4. Prüfe Richtung, Einheit und den Einfluss von v².

10. Test

Kreisbewegung und Zentripetalkraft online üben

Test 10 zu Kreisbewegung, Geschwindigkeit und Kräften mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Nutze f = 1/T, ω = 2πf, v = ωr und Fₙ = m·v²/r. Prüfe Richtung und Einheit.

5 Fragen
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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Rad dreht sich mit 120 Umdrehungen pro Minute. Wie groß ist seine Frequenz?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 2 Hz.

  1. Kreisbewegung einordnen: Bestimme Radius, Geschwindigkeit, Umlaufzeit, Frequenz oder Winkelgeschwindigkeit.
  2. Zusammenhang anwenden: 120 Umdrehungen pro Minute geteilt durch 60 Sekunden pro Minute ergeben 2 Umdrehungen pro Sekunde.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 2 Hz. Achte auf Richtung, Einheit, Radius und das Quadrat der Geschwindigkeit.

120 Umdrehungen pro Minute geteilt durch 60 Sekunden pro Minute ergeben 2 Umdrehungen pro Sekunde.

2. FrageMultiple Choice

Wie wird ein Freikörperbild für einen Körper an einer Kreisbahn genutzt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Es zeigt die realen Kräfte und ihre zum Mittelpunkt gerichtete Resultierende.

  1. Kreisbewegung einordnen: Bestimme Radius, Geschwindigkeit, Umlaufzeit, Frequenz oder Winkelgeschwindigkeit.
  2. Zusammenhang anwenden: Aus dem Kräftebild wird geprüft, welche Kraftkomponenten die Zentripetalkraft liefern.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Es zeigt die realen Kräfte und ihre zum Mittelpunkt gerichtete Resultierende. Achte auf Richtung, Einheit, Radius und das Quadrat der Geschwindigkeit.

Aus dem Kräftebild wird geprüft, welche Kraftkomponenten die Zentripetalkraft liefern.

3. FrageMultiple Choice

Warum muss bei einer Rechnung zur Kreisbewegung auf Radiant geachtet werden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Formeln wie ω = Δφ/Δt verwenden den Winkel im Bogenmaß.

  1. Kreisbewegung einordnen: Bestimme Radius, Geschwindigkeit, Umlaufzeit, Frequenz oder Winkelgeschwindigkeit.
  2. Zusammenhang anwenden: Ein vollständiger Umlauf entspricht 2π Radiant; Grad müssen für diese Beziehungen passend umgerechnet werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Formeln wie ω = Δφ/Δt verwenden den Winkel im Bogenmaß. Achte auf Richtung, Einheit, Radius und das Quadrat der Geschwindigkeit.

Ein vollständiger Umlauf entspricht 2π Radiant; Grad müssen für diese Beziehungen passend umgerechnet werden.

4. FrageMultiple Choice

Was passiert mit der Bahngeschwindigkeit bei gleicher Winkelgeschwindigkeit und größerem Radius?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Sie wird größer.

  1. Kreisbewegung einordnen: Bestimme Radius, Geschwindigkeit, Umlaufzeit, Frequenz oder Winkelgeschwindigkeit.
  2. Zusammenhang anwenden: Aus v = ωr folgt, dass ein Punkt mit größerem Radius pro Umlauf eine längere Strecke zurücklegt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie wird größer. Achte auf Richtung, Einheit, Radius und das Quadrat der Geschwindigkeit.

Aus v = ωr folgt, dass ein Punkt mit größerem Radius pro Umlauf eine längere Strecke zurücklegt.

5. FrageMultiple Choice

Welche Aussage fasst die Kreisbewegung richtig zusammen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Zentripetalkraft zeigt zum Mittelpunkt, die Geschwindigkeit tangential und die notwendige Beschleunigung hängt von v²/r ab.

  1. Kreisbewegung einordnen: Bestimme Radius, Geschwindigkeit, Umlaufzeit, Frequenz oder Winkelgeschwindigkeit.
  2. Zusammenhang anwenden: Mit T, f, ω, r, v und m lassen sich Umlauf, Bewegung und Kräfte systematisch beschreiben.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Zentripetalkraft zeigt zum Mittelpunkt, die Geschwindigkeit tangential und die notwendige Beschleunigung hängt von v²/r ab. Achte auf Richtung, Einheit, Radius und das Quadrat der Geschwindigkeit.

Mit T, f, ω, r, v und m lassen sich Umlauf, Bewegung und Kräfte systematisch beschreiben.

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Kreisbewegung FAQ

Was ist die Zentripetalkraft?

Die zum Kreismittelpunkt gerichtete resultierende Kraft Fₙ = m·v²/r, die die Richtungsänderung ermöglicht.

Wie hängen Frequenz und Umlaufzeit zusammen?

Sie sind Kehrwerte: f = 1/T.

Welche Richtung hat die Geschwindigkeit?

Sie ist tangential zur Kreisbahn und damit senkrecht zum Radius.