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
k = 0,15 m0 → 1700 rpm10 kg

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?

m = 10 kgk = 0,15 mn1 = 0 rpmn2 = 1700 rpmT = 20 N·m
t = s
2.Leicht
k = 0,5 m0 → 2000 rpm70 kg

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.

m = 70 kgk = 0,5 mn1 = 0 rpmn2 = 2000 rpmt = 23 s
T = N·m
3.Mittel
v = ?L = 0,5 mm = 9,5 kg

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.

m = 9,5 kgL = 0,5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
0 → 2000 rpmI = 7,5 kg·m²

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.

I = 7,5 kg·m²n = 2000 rpmt = 9 s
Pavg = kW
5.Schwer
320 m/s10 g0,56 mL = 1,4 m5,5 kg

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.

M = 5,5 kgL = 1,4 mm = 10 gv = 320 m/sd = 0,56 m
ω = rad/s
6.Schwer
θ = 10°vs = 4 m

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.

θ = 10°s = 4 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,2 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 2,003 s
  2. 2. T = 159,4 N·m
  3. 3. v = 3,836 m/s
  4. 4. Pavg = 18,28 kW
  5. 5. ω = 0,4983 rad/s
  6. 6. ω = 15,6 rad/s

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