Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (5 kg, 0,9 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer Vollkugel der Masse 2,5 kg und des Radius 0,25 m, die am unteren Ende befestigt ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt 1,15 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
Ein Schwungrad der Masse 180 kg hat um seine Achse einen Trägheitsradius von 0,6 m. Es dreht sich mit 1500 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.
Ein Motor liefert ein Drehmoment von 300 N·m bei 2900 rpm. Bestimme seine Ausgangsleistung P in kW.
Ein homogener dünner Stab der Masse 3 kg und der Länge 0,5 m ist an einem Ende gelagert und wird aus der Ruhe in waagerechter Lage losgelassen. Am freien Ende ist eine kleine Kugel der Masse 2,5 kg befestigt. Vernachlässige die Reibung und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v des freien Endes, wenn der Stab durch die senkrechte Lage schwingt.
Ein homogener dünner Stab der Masse 2 kg und der Länge 1 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 20 g, das sich waagerecht mit 160 m/s bewegt, trifft den Stab 0,95 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.
Ein Körper (dünner Reifen) der Masse 11,5 kg rollt ohne Gleiten mit 3,5 m/s. Welcher Prozentsatz p seiner gesamten kinetischen Energie ist Rotationsenergie?
Lösungsschlüssel
- 1. IO = 4,719 kg·m²
- 2. Ek = 799,4 kJ
- 3. P = 91,11 kW
- 4. v = 3,348 m/s
- 5. ω = 4,44 rad/s
- 6. p = 50 %
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