Ein homogener dünner Stab der Masse 5 kg und der Länge 1,8 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,75 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
Ein Schwungrad der Masse 160 kg mit einem Trägheitsradius von 0,25 m wird gleichmäßig von 700 rpm auf 2700 rpm beschleunigt. Das dauert 28 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.
Ein Block von 1 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 4 kg und des Radius 0,1 m, die sich auf einer reibungsfreien waagerechten Achse dreht. Der Block wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Seilkraft T im Seil.
Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 30,5 kg·m² dreht sich mit 2800 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 170 N·m aus. Wie viele Umdrehungen N macht das Schwungrad, bevor es stillsteht?
Ein Körper (dünner Reifen) der Masse 17 kg rollt ohne Gleiten mit 3 m/s. Bestimme seine kinetische Rotationsenergie Erot.
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 0,35 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 2 m entlang der Schräge gerollt ist.
Lösungsschlüssel
- 1. IO = 4,162 kg·m²
- 2. T = 74,8 N·m
- 3. T = 6,54 N
- 4. N = 1227 rev
- 5. Erot = 76,5 J
- 6. ω = 6,303 rad/s
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