Gliederung: Vorstellung der Aufgabe Veranschaulichung Erklärung
1. Vorstellung der Aufgabe Untenstehendes Bild zeigt eine Slalomfahrt mit einem Quad. Erkläre das dargestellte Ereignis. 1. Vorstellung der Aufgabe
2. Veranschaulichung
Das Quad kippt zur Seite, weil die Zentrifugalkraft wirkt Das Quad kippt zur Seite, weil die Zentrifugalkraft wirkt. Es fällt jedoch nicht um, da die Gewichtskraft größer als die Zentrifugalkraft ist. Außerdem lehnt sich der Fahrer nach links, um der Zentrifugalkraft entgegen zu wirken. Wäre dann würde das Quad umkippen. 𝐹 𝑔 <𝐹 𝑧
3. Erklärung 1. Teil Der Fahrer lehnt sich nach links, da er seinen Schwerpunkt verlagern muss. Das Quad fällt nicht um, solange der Schwerpunkt links des Kipppunktes ist. Sobald sich der Schwerpunkt über dem Kipppunkt befindet, also zu weit rechts liegt verliert der Fahrer das Gleichgewicht und das Quad kippt um.(siehe Abb. oben: ganz rechts kippt der Gegenstand.)
Vereinfachtes Beispiel: 2. Teil Vereinfachtes Beispiel: Ein Vater wippt mit seinem Kind. Der Vater wiegt 80 kg, das Kind 40 kg. Sitzt der Vater ganz außen, ist die Strecke auf der sein Gewicht wirkt (der Hebel) zu lang, somit können sie nicht wippen. Setzt sich der Vater auf der Wippe näher zum Mittelpunkt, verkürzt er die Strecke und gleicht den Gewichtsunterschied aus, da er seinen Hebel verkürzt, der des Kindes jedoch gleich bleibt. Jetzt können die beiden zusammen wippen.
𝑀 𝑉𝑎𝑡𝑒𝑟 =𝑀 𝐾𝑖𝑛𝑑 𝑚 𝑉𝑎𝑡𝑒𝑟 ⋅𝑆=𝑚 𝐾𝑖𝑛𝑑 ⋅𝑆 80𝑘𝑔⋅𝑥=40𝑘𝑔⋅2𝑚 𝑥=1𝑚 Daher: Der Vater braucht einen Abstand vom Mittelpunkt von einem Meter damit die beiden wippen können ohne von den verschiedenen Gewichten beeinflusst zu werden.
Wegen den oben aufgeführten Aspekten lehnt sich der Fahrer entgegen der Zentrifugalkraft. Er verschiebt seinen Schwerpunkt und sorgt somit dafür, dass er nicht so leicht umkippt und er verlängert seinen Hebel, um der Zentrifugalkraft besser entgegenwirken zu können.