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Übungen: Zentripetal- und Zentrifugalkraft

Fünf interaktive Aufgaben zu Richtung und Ursache der beiden Kräfte — Klickbild, Sortierfächer, Wahr-Falsch, Mehrfachauswahl und Argumentationskette.

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Fünf interaktive Aufgaben von AFB I bis III. Jede Aufgabe hat gestufte Hilfen; gelöste Aufgaben zählt die Fortschrittsleiste oben mit. Alles ist auch mit der Tastatur bedienbar.

A1Was ist was im Bild?AFB I

Klicke nacheinander die gesuchten Bestandteile an.

Element anklicken. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten zum Wandern, Enter zum Auswählen.

Der Körper läuft gegen den Uhrzeigersinn auf der schwarzen Bahn.
Die Geschwindigkeit liegt immer tangential an der Bahn. Die beiden Kräfte liegen auf der Verbindungslinie zum Mittelpunkt — die Zentripetalkraft zeigt hin, die Zentrifugalkraft weg.
Suche zuerst den Pfeil, der die Kreisbahn nur streift statt auf den Mittelpunkt zu zielen.
Blau = Geschwindigkeit, rot = Zentripetalkraft (nach innen), grün = Zentrifugalkraft (nach außen).
A2Welche Kraft ist gemeint?AFB I

Sortiere die acht Aussagen in die beiden Fächer.

Karte anklicken und dann das Fach — oder mit 1 bzw. 2.
1Zentripetalkraft
2Zentrifugalkraft
Beide Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet: F⃗ZP = −F⃗ZF. Verwechselt werden sie trotzdem oft, weil man die Fliehkraft spürt, während die Zentripetalkraft die Bahn erzeugt.
Frage bei jeder Karte: Zeigt das nach innen oder nach außen?
Die ersten vier Karten gehören zur Zentripetalkraft, die letzten vier zur Zentrifugalkraft.
A3Stimmt das?AFB II

Entscheide bei jeder Aussage, ob sie stimmt.

Fünf Aussagen nacheinander.
Aussage 1 von 5

Aussage 4 ist der häufigste Denkfehler zur Fliehkraft — und der Grund, warum das Applet auf der Erklärseite die Flugbahn nach dem Durchtrennen zeichnet.
Denk an das Applet „Was passiert, wenn das Seil reißt?“.
Richtig sind die Aussagen 1, 3 und 5.
A4Die Schnur reißtAFB II

Ein Ball wird an einer Schnur im Kreis geschleudert; dann reißt die Schnur. Welche Aussagen treffen zu? Es sind mehrere richtig.

Mehrere Antworten sind richtig.
Die vier richtigen Aussagen beschreiben dasselbe aus vier Blickwinkeln: Trägheit bedeutet, dass die Geschwindigkeit im Moment des Reißens einfach erhalten bleibt — und die zeigt tangential.
In welche Richtung zeigte die Geschwindigkeit direkt vor dem Reißen?
Die ersten vier Aussagen treffen zu.
A5Die Kurvenfahrt erklärenAFB III

Bringe die Argumentationskette in die richtige Reihenfolge.

Karten mit ▲/▼ oder den Pfeiltasten verschieben.
1Das Auto fährt in den Kreisverkehr ein.
2Zwischen Reifen und Fahrbahn wirkt eine nach innen gerichtete Kraft.
3Diese Zentripetalkraft ändert ständig die Richtung der Geschwindigkeit.
4Der Beifahrer wird nicht mitgelenkt, sondern behält wegen seiner Trägheit seine Richtung bei.
5Deshalb spürt er, wie er gegen die Tür gedrückt wird.
Die Kette beginnt bei der Ursache (Kraft nach innen) und endet bei der Wahrnehmung (Druck nach außen) — nicht umgekehrt. Genau diese Reihenfolge macht die Alltagsaussage „die Fliehkraft drückt mich nach außen“ zur Verwechslung von Ursache und Wirkung.
Was passiert zuerst — die Kraft oder das Gefühl?
Einfahren → Kraft nach innen → Richtungsänderung → Trägheit des Beifahrers → Druck gegen die Tür.