Looping
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Prinzip
Vorsicht, Baustelle!
Schulphysik, 11. Klasse Gymnasium.
Kreisbewegung:
Frad = mω2r =
mv2/r.
Potentielle Energie am Startpunkt
EA,pot = mgh.
Am oberen Punkt des Loopings,
Potentielle Energie
EB,pot = mg2r.
Kinetische Energie, Translation
EB,tra = 1/2 mv2.
Kinetische Energie, Rotation, nicht berücksichtigt. Massepunkt gleitet.
Im oberen Punkt des Loopings
Frad =Fg.
mv2/r = mg.
Mindestgeschwindigkeit:
v = √(gr).
damit
EB,tra = 1/2 mgr.
Energie-Erhaltung (reibungsfrei)
EA,pot = EB,pot +
EB,tra.
mgh =
mg2r + 1/2 mgr.
Daraus
h = 5/2 r.
Für die Animation braucht man allerdings noch den zeitlichen Verlauf.
Da hilft die Energiebetrachtung alleine nicht weiter.
Lösung der Bewegungsgleichungen, numerisch.
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