Zykloid (Radlaufkurve)

Ein kleiner Stein der Masse $m=$  g steckt in einem Autoreifen. Der Radius des Reifens ist $R=$  m. Der Stein folgt einem Zykloid während der Reifen rollt. Der Reifen rollt mit einer konstanten Geschwindigkeit $v=$  m/s.

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Der Positionsvektor der Steines ist:

\(\vec{r}(t)= R\left(\frac{vt}{R}-\sin(\frac{vt}{R})\right) \,\hat{x}+R\left(1-\cos(\frac{vt}{R})\right)\,\hat{y} \) [m].

Wie groß ist die Kraft auf den Stein zur Zeit $t=$  Sekunden?

\( \vec{F}= \) \( \hat{x}+ \) \( \hat{y} \) [N].