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
R = 0,4 mn = 300 rpm300 kg

Ein Schwungrad ist eine homogene Vollscheibe der Masse 300 kg und des Radius 0,4 m. Es dreht sich mit 300 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 300 kgR = 0,4 mn = 300 rpm
Ek = kJ
2.Leicht
L = 0,9 mGOd = 0,45 mm = 2,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 2,5 kg und der Länge 0,9 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,45 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 2,5 kgL = 0,9 md = 0,45 m
IO = kg·m²
3.Mittel
L = 1,1 mm = 7,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 7,5 kg und der Länge 1,1 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die vertikale Kraft R, die das Lager unmittelbar nach dem Loslassen auf den Stab ausübt.

m = 7,5 kgL = 1,1 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Mittel
L = 2 mm = 10 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 10 kg und der Länge 2 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Beschleunigung atip des freien Endes unmittelbar nach dem Loslassen.

m = 10 kgL = 2 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Schwer
θ = 40°as = 2,5 m

Ein Körper (Vollzylinder) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 40° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Er startet aus der Ruhe. Wie lange t braucht er, um 2,5 m die Schräge hinabzurollen?

θ = 40°I = ½·m·r²g = 9,81 m/s²s = 2,5 m
t = s
6.Schwer
θ = 40°vs = 2 m

Ein Körper (Vollkugel) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 40° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 2 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 40°s = 2 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Ek = 11,84 kJ
  2. 2. IO = 0,675 kg·m²
  3. 3. R = 18,39 N
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. t = 1,091 s
  6. 6. v = 4,245 m/s

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