Kreisbahn danach "Schiefer Absprung"

Belalus · Gast

Meine Frage:
Eine Punktmasse (175 g) rutscht reibungsfrei aus der Ruhe im Punkt A die
abgebildete Kreisbahn (Radius 1,40 m) hinunter, fliegt ab der Rampe B (mit
Vb = 4,4 m/s, Startwinkel 45°) und landet im Punkt D.

Das ganze ist eine Altklausur Aufgabe, dabei scheitere ich gerade bei der letzten Frage " Mit welcher Kraft (Betrag) drückt die Masse auf die Rampe in Punkt B? HINWEIS: Beachten Sie die Richtung der wirkenden Kräfte!"

Meine Ideen:
Es wirken auf jeden Fall die Zentrifugal und Gewichtskraft, jedoch verstehe ich nicht was mit der Richtung der Wirkenden Kräfte gemeint ist. Die Gewichtskraft "drückt" schließlich doch immer nach unten? In den Lösungen steht jedoch "Fg = m*g (vertikal, auf Normale zur Rampe zu projizieren)" weshalb dann noch mit den cosinus von Alpha multipliziert wird, warum genau?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Da die Masse reibungsfrei gleiten soll, kann sie nur eine Kraft normal zur Kreisbahn auf die Rampe ausüben. In diese Richtung wird die Masse aufgrund der Kreisbewegung mit v^2/r beschleunigt. Es gilt deshalb, betrachtet man die Kräfte/Kraftkomponenten in diese Richtung:

Dabei ist FN die Normalkraft der Rampe auf die Masse. Die Masse übt eine betragsmässig gleiche Kraft auf die Rampe aus.