Im Linienbus durch die Wendeschleife
AFBAn der Endhaltestelle fährt ein Linienbus mit konstantem Tempo durch eine kreisförmige Wendeschleife um eine Grünfläche (M1, Blick von oben). Lea steht im Bus und hält sich an einer Haltestange fest. In der Stellung P fällt ihr ein Apfel aus dem geöffneten Fenster.
- Nenne den Körper, der die Zentripetalkraft auf den Bus ausübt, und die Richtung dieser Kraft.Tipp a)
Stell dir vor, die Straße wäre spiegelglatt vereist. Was würde dem Bus dann fehlen, um im Kreis zu fahren?
- Zeichne für die Stellung R in M1 den Geschwindigkeitspfeil \(\vec v\) und die Zentripetalkraft \(\vec F_{ZP}\) auf den Bus ein.Tipp b)
Die Geschwindigkeit liegt tangential an der Bahn und zeigt in Fahrtrichtung, die Zentripetalkraft liegt auf der Verbindungslinie zum Mittelpunkt.
- Gib an, welcher der Pfeile 1 bis 4 in M1 die Bahn des Apfels von oben gesehen richtig beschreibt. Der Luftwiderstand wird vernachlässigt.Tipp c)
Sobald der Apfel den Bus verlassen hat, zieht ihn nichts mehr zum Mittelpunkt. Welche Geschwindigkeit hatte er im Moment des Herausfallens?
- Beschreibe, was Lea während der Fahrt durch die Wendeschleife spürt und wie ein Beobachter am Straßenrand ihre Bewegung erklärt.Tipp d)
Lea dreht sich mit, der Beobachter nicht. Nur für einen mitdrehenden Beobachter gibt es die Zentrifugalkraft.