Achterbahn

Aufgabentext

Jens geht mit seinen Freunden in einen Vergnügungspark. Sie entschliessen sich mit einer Loopingbahn zu fahren. Doch Jens missachtet ein Schild, auf dem darauf hingewiesen wird, dass keine losen Gegenstände in den Hosentaschen mitgenommen werden sollten. Die Freunde setzen sich in einen Wagen und die Fahrt geht los! Der Zug fährt schnell in die Loopings, doch ganz oben wird er immer langsamer, um den Leuten ein möglichst langes Kopfübergefühl zu geben. Aber genau das wird Jens' Handy zum Verhängnis: Es fällt, lose wie es ist, aus seinen Hosentaschen und zerschellt auf dem Boden. Die weitere Fahrt kann er nicht mehr geniessen, doch wieder zu Hause angekommen nimmt es ihn dennoch Wunder, wie schnell denn der Achterbahnzug denn hätte sein müssen, damit das Handy jetzt noch ganz wäre. Auf der Internetseite des Vergnügungspaks findet er heraus, dass die Loopings dieser Bahn einen Durchmesser von 30 Metern hatten. Sein Handy war 110 Gramm schwer und die Reibung in seiner Hosentasche ist zu vernachlässigen. (Es fiel lose heraus.)
a) Wie schnell hätte die Achterbahn fahren müssen, damit das Handy nicht aus der Hosentasche gerutscht wäre?
b) Stell dir vor, die Achterbahn würde auf einem anderen Planeten stehen. Wie gross müsste dann dort die Gewichtskraft sein, wenn Zug zuoberst nur mit 15 km/h unterwegs ist und das Handy natürlich nicht herausfallen sollte?
c) Warum geht die Aufgabe nur mit Jens' Handy? Eigentlich müsste doch der ganze Zug und die Passagiere darin auch nach unten fallen. Erkläre warum das nicht so ist.

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An wen richtet sich diese Aufgabe? Was wird damit geübt?

Mit dieser Aufgabe kann man sich noch einmal veranschaulichen wie die Kräfte in einem Looping wirken.

Wie würden Sie diese Aufgabe jemandem erklären, der sie nicht lösen kann?

Überleg dir genau wie der Situationsplan aussehen muss. Erinnere dich an die Beispielaufgabe mit dem Looping. Wie gross müssen $F_N$ und $F_G$ sein? Gratis Zusatztipp: Achtung mit m/s und km/h und Durchmesser/Radius.

Was fiel Ihnen beim Aufstellen dieser Aufgabe besonders schwer?

Zu beginn fand ich es schwer die Formel mit dem speziellen Code einzugeben, doch ich glaube jetzt habe ich es begriffen. Auch noch Mühe hatte ich damit, die richtigen Formeln zu finden.

erstellt durch gurketonigurketoni am 1226000112|%e %b %Y, %H:%M %Z|agohover

Bemerkungen/Anregungen/Korrekturen

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