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 m0 → 200 rpm160 kg

Ein Schwungrad der Masse 160 kg mit einem Trägheitsradius von 0,6 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 200 rpm beschleunigt. Das dauert 5 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 160 kgk = 0,6 mn1 = 0 rpmn2 = 200 rpmt = 5 s
T = N·m
2.Leicht
k = 0,15 m700 → 900 rpm190 kg

Ein Schwungrad der Masse 190 kg mit einem Trägheitsradius von 0,15 m wird gleichmäßig von 700 rpm auf 900 rpm beschleunigt. Das dauert 8 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 190 kgk = 0,15 mn1 = 700 rpmn2 = 900 rpmt = 8 s
T = N·m
3.Mittel
v = ?L = 1,1 mm = 3 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 3 kg und der Länge 1,1 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 = 3 kgL = 1,1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Mittel
v = ?4 kgL = 0,6 mm = 4 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 4 kg und der Länge 0,6 m ist an einem Ende gelagert und wird aus der Ruhe in waagerechter Lage losgelassen. Am freien Ende ist eine kleine Kugel der Masse 4 kg befestigt. 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 = 4 kgL = 0,6 mmball = 4 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
θ = 15°vs = 8 m

Ein Körper (Vollzylinder) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 15° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 8 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 15°s = 8 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
θ = 20°vs = 2,5 m

Ein Körper (Hohlkugel) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 20° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Sein Radius beträgt 0,4 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 2,5 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 20°s = 2,5 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,4 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 241,3 N·m
  2. 2. T = 11,19 N·m
  3. 3. v = 5,69 m/s
  4. 4. v = 3,639 m/s
  5. 5. v = 5,204 m/s
  6. 6. ω = 7,932 rad/s

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