(Originais Teachy 2023) - Frage Mittel von Physik

João ist verrückt nach Achterbahnen und macht ein Projekt für seine eigene Achterbahn im Freizeitpark seiner Stadt. Er entscheidet sich, die perfekte Achterbahn zu entwerfen, die einen Streckenverlauf mit einer Schleife und einer anfänglichen Steigung haben soll. João möchte sicherstellen, dass die Bahn genügend mechanische Energie hat, um die Schleife zu komplettieren, ohne unterwegs stehen zu bleiben. Die Höhe der Schleife beträgt 15 Meter und die anfängliche Steigung hat eine Höhe von 25 Metern. Angenommen, die Bahn hat eine Masse von 200 kg und die Erdbeschleunigung beträgt 10 m/s², helfen Sie João bei der Lösung des folgenden Problems: a) Berechnen Sie die potenzielle Gravitationsenergie der Bahn an der Spitze der anfänglichen Steigung; b) Vernachlässigen Sie die Verluste durch Reibung und bestimmen Sie die kinetische Energie der Bahn, wenn sie beginnt, die Schleife hinaufzufahren, sowie ihre Geschwindigkeit; c) Überprüfen Sie, ob die gesamte mechanische Energie der Bahn zu Beginn der Schleife ausreicht, damit sie diese ohne Anhalten abschließen kann. Wie viel mechanische Energie wäre mindestens erforderlich, um die Schleife zu vervollständigen?