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 = 0,3 m100 → 1200 rpm50 kg

Ein Schwungrad der Masse 50 kg mit einem Trägheitsradius von 0,3 m wird gleichmäßig von 100 rpm auf 1200 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 27 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 50 kgk = 0,3 mn1 = 100 rpmn2 = 1200 rpmT = 27 N·m
t = s
2.Leicht
k = 0,4 m0 → 1600 rpm20 kg

Ein Schwungrad der Masse 20 kg mit einem Trägheitsradius von 0,4 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 1600 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 21 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 20 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 1600 rpmT = 21 N·m
t = s
3.Mittel
L = 0,9 mm = 18,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 18,5 kg und der Länge 0,9 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Winkelbeschleunigung α unmittelbar nach dem Loslassen.

m = 18,5 kgL = 0,9 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Mittel
L = 3 mm = 1,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 1,5 kg und der Länge 3 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Beschleunigung atip des freien Endes unmittelbar nach dem Loslassen.

m = 1,5 kgL = 3 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Schwer
θ = 20°vs = 8 m

Ein Körper (dünner Reifen) 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 0,1 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 8 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 20°s = 8 mI = m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,1 m
ω = rad/s
6.Schwer
θ = 20°vs = 7,5 m

Ein Körper (Vollzylinder) 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 0,25 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 7,5 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 20°s = 7,5 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,25 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 19,2 s
  2. 2. t = 25,53 s
  3. 3. α = 16,35 rad/s²
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. ω = 51,81 rad/s
  6. 6. ω = 23,17 rad/s

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