Ein Schwungrad der Masse 10 kg mit einem Trägheitsradius von 0,15 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 1700 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 20 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
Ein Schwungrad der Masse 70 kg mit einem Trägheitsradius von 0,5 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 2000 rpm beschleunigt. Das dauert 23 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.
Ein homogener dünner Stab der Masse 9,5 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 Geschwindigkeit v des freien Endes, wenn der Stab durch die senkrechte Lage schwingt.
Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 7,5 kg·m² in 9 s aus der Ruhe auf 2000 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.
Ein homogener dünner Stab der Masse 5,5 kg und der Länge 1,4 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 10 g, das sich waagerecht mit 320 m/s bewegt, trifft den Stab 0,56 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.
Ein Körper (Vollkugel) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 10° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Sein Radius beträgt 0,2 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 4 m entlang der Schräge gerollt ist.
Lösungsschlüssel
- 1. t = 2,003 s
- 2. T = 159,4 N·m
- 3. v = 3,836 m/s
- 4. Pavg = 18,28 kW
- 5. ω = 0,4983 rad/s
- 6. ω = 15,6 rad/s
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