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
L = 1,8 mGOd = 0,75 mm = 5 kg

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.

m = 5 kgL = 1,8 md = 0,75 m
IO = kg·m²
2.Leicht
k = 0,25 m700 → 2700 rpm160 kg

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.

m = 160 kgk = 0,25 mn1 = 700 rpmn2 = 2700 rpmt = 28 s
T = N·m
3.Mittel
1 kgaαM = 4 kgR = 0,1 m

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.

m = 1 kgM = 4 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Mittel
n = 2800 rpmTb​ = 170 N·mI = 30,5 kg·m²

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?

I = 30,5 kg·m²n = 2800 rpmTb = 170 N·m
N = rev
5.Schwer
3 m/sω

Ein Körper (dünner Reifen) der Masse 17 kg rollt ohne Gleiten mit 3 m/s. Bestimme seine kinetische Rotationsenergie Erot.

m = 17 kgv = 3 m/sI = m·r²
Erot = J
6.Schwer
θ = 10°vs = 2 m

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.

θ = 10°s = 2 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,35 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 4,162 kg·m²
  2. 2. T = 74,8 N·m
  3. 3. T = 6,54 N
  4. 4. N = 1227 rev
  5. 5. Erot = 76,5 J
  6. 6. ω = 6,303 rad/s

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