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.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
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.
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.
Eine Welle überträgt 180 kW bei 1200 rpm. Bestimme das Drehmoment T in der Welle.
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.
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.
Lösungsschlüssel
- 1. IO = 9,831 kg·m²
- 2. IO = 0,8079 kg·m²
- 3. α = 7,007 rad/s²
- 4. T = 1432 N·m
- 5. ω = 0,2743 rad/s
- 6. ω = 1,865 rad/s
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