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
L = 2,7 mGOd = 1,2 mm = 9 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 9 kg und der Länge 2,7 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 1,2 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 9 kgL = 2,7 md = 1,2 m
IO = kg·m²
2.Leicht
L = 2,7 mGOd = 0,45 mm = 2 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 2 kg und der Länge 2,7 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 kgL = 2,7 md = 0,45 m
IO = kg·m²
3.Mittel
L = 1,9 mm = 1 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 1 kg und der Länge 1,9 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 = 1 kgL = 1,9 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Mittel
ω = ?L = 0,5 mm = 3 kg

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. Vernachlässige die Reibung und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes, wenn er durch die senkrechte Lage schwingt.

m = 3 kgL = 0,5 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Schwer
θ = 35°vs = 2 m

Ein Körper (dünner Reifen) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 35° 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 = 35°s = 2 mI = m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
10 m/sω

Ein Körper (Hohlkugel) der Masse 10,5 kg rollt ohne Gleiten mit 10 m/s. Welcher Prozentsatz p seiner gesamten kinetischen Energie ist Rotationsenergie?

m = 10,5 kgv = 10 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 18,43 kg·m²
  2. 2. IO = 1,62 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. ω = 7,672 rad/s
  5. 5. v = 3,355 m/s
  6. 6. p = 40 %

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