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 = 0,6 mn = 2400 rpm210 kg

Ein Schwungrad der Masse 210 kg hat um seine Achse einen Trägheitsradius von 0,6 m. Es dreht sich mit 2400 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 210 kgk = 0,6 mn = 2400 rpm
Ek = kJ
2.Leicht
k = 0,55 mn = 1700 rpm60 kg

Ein Schwungrad der Masse 60 kg hat um seine Achse einen Trägheitsradius von 0,55 m. Es dreht sich mit 1700 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 60 kgk = 0,55 mn = 1700 rpm
Ek = kJ
3.Mittel
n = 2500 rpmTb​ = 20 N·mI = 20,5 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 20,5 kg·m² dreht sich mit 2500 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 20 N·m aus. Wie lange t dauert es, bis es stillsteht?

I = 20,5 kg·m²n = 2500 rpmTb = 20 N·m
t = s
4.Mittel
v = ?L = 2,1 mm = 8,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 8,5 kg und der Länge 2,1 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 = 8,5 kgL = 2,1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
θ = 30°vs = 6,5 m

Ein Körper (Vollzylinder) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 30° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 6,5 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 30°s = 6,5 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
θ = 30°vs = 2 m

Ein Körper (Vollkugel) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 30° 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 = 30°s = 2 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Ek = 2388 kJ
  2. 2. Ek = 287,6 kJ
  3. 3. t = 268,3 s
  4. 4. v = 7,861 m/s
  5. 5. v = 6,52 m/s
  6. 6. v = 3,744 m/s

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