(Originais Teachy 2023) - Frage Mittel von Physik

Joana ist in einem Vergnügungspark und entscheidet sich, auf dem Karussell zu fahren, das Pferde hat, die an vertikalen Stangen hängen. Die Pferde, auf denen die Kinder sitzen können, sind durch einen Drahtseil an den Stangen befestigt, der Zugkraft auf sie ausübt. Angenommen, die Masse eines der Pferde zusammen mit der Masse eines darauf sitzenden Kindes beträgt 40 kg und das Karussell dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit im gleichförmigen Kreis. (1) Berechnen Sie die Zugkraft, die das Drahtseil auf die Pferd-Kind-Kombination ausübt, wenn das Kind sich an der höchsten und der niedrigsten Stelle des Kreisverlaufs befindet, wobei die Erdbeschleunigung 9,8 m/s² beträgt und der Radius der Bahn des Pferdes 2 Meter beträgt. (2) Wenn die lineare Geschwindigkeit der Pferd-Kind-Kombination 4 m/s beträgt, bestimmen Sie die maximal vom Drahtseil erlaubte Spannung während der gleichförmigen Kreisbewegung. (3) Wenn das Kind an der höchsten Stelle der Bahn eine Münze fallen lässt, bestimmen Sie die Zeit, die sie benötigt, um den Boden zu erreichen, wobei die maximale Höhe der Pferd-Kind-Kombination über dem Boden 3 Meter beträgt.