Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen

Ein Schwungrad der Masse 290 kg hat um seine Achse einen Trägheitsradius von 0,3 m. Es dreht sich mit 2000 rpm. Bestimme seine kinetische Energie E_k in kJ.

Ein Schwungrad der Masse 150 kg mit einem Trägheitsradius von 0,5 m wird gleichmäßig von 100 rpm auf 1600 rpm beschleunigt. Das dauert 15 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 3 kg·m² dreht sich mit 1600 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 150 N·m aus. Wie lange t dauert es, bis es stillsteht?

Ein Block von 8 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 16,5 kg und des Radius 0,25 m, die sich auf einer reibungsfreien waagerechten Achse dreht. Der Block wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Beschleunigung a des Blocks.

Ein homogener dünner Stab der Masse 10 kg und der Länge 0,9 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 25 g, das sich waagerecht mit 500 m/s bewegt, trifft den Stab 0,46 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

Ein homogener dünner Stab der Masse 8 kg und der Länge 1,8 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 45 g, das sich waagerecht mit 540 m/s bewegt, trifft den Stab 1,22 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme den größten Winkel φ von der Senkrechten, um den der Stab ausschwingt.