Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Rotation starrer Körper zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
Or = 0,1 mL = 1 m1,1 m4 kg7 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (4 kg, 1 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer Vollkugel der Masse 7 kg und des Radius 0,1 m, die am unteren Ende befestigt ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt 1,1 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 4 kgL = 1 mmsphere = 7 kgr = 0,1 md = 1,1 m
IO = kg·m²
2.Leicht
L = 1,3 mGOd = 0,3 mm = 3,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 3,5 kg und der Länge 1,3 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,3 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 3,5 kgL = 1,3 md = 0,3 m
IO = kg·m²
3.Mittel
L = 2,1 mm = 4,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 4,5 kg und der Länge 2,1 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Winkelbeschleunigung α unmittelbar nach dem Loslassen.

m = 4,5 kgL = 2,1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Mittel
n = 1200 rpmP = 180 kW

Eine Welle überträgt 180 kW bei 1200 rpm. Bestimme das Drehmoment T in der Welle.

P = 180 kWn = 1200 rpm
T = N·m
5.Schwer
220 m/s5 g2 mL = 2 m6 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 6 kg und der Länge 2 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 5 g, das sich waagerecht mit 220 m/s bewegt, trifft den Stab 2 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 6 kgL = 2 mm = 5 gv = 220 m/sd = 2 m
ω = rad/s
6.Schwer
560 m/s20 g0,32 mL = 0,8 m9 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 9 kg und der Länge 0,8 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 20 g, das sich waagerecht mit 560 m/s bewegt, trifft den Stab 0,32 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 9 kgL = 0,8 mm = 20 gv = 560 m/sd = 0,32 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 9,831 kg·m²
  2. 2. IO = 0,8079 kg·m²
  3. 3. α = 7,007 rad/s²
  4. 4. T = 1432 N·m
  5. 5. ω = 0,2743 rad/s
  6. 6. ω = 1,865 rad/s

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