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 mGOd = 0,2 mm = 10,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 10,5 kg und der Länge 1 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,2 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 10,5 kgL = 1 md = 0,2 m
IO = kg·m²
2.Leicht
k = 0,5 mn = 900 rpm100 kg

Ein Schwungrad der Masse 100 kg hat um seine Achse einen Trägheitsradius von 0,5 m. Es dreht sich mit 900 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 100 kgk = 0,5 mn = 900 rpm
Ek = kJ
3.Mittel
n = 2400 rpmT = 1430 N·m

Ein Motor liefert ein Drehmoment von 1430 N·m bei 2400 rpm. Bestimme seine Ausgangsleistung P in kW.

T = 1430 N·mn = 2400 rpm
P = kW
4.Mittel
L = 1,7 mm = 5,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 5,5 kg und der Länge 1,7 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 = 5,5 kgL = 1,7 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Schwer
θ = 10°vs = 9,5 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 0,2 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 9,5 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 10°s = 9,5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,2 m
ω = rad/s
6.Schwer
360 m/s15 g0,93 mL = 1,2 m5,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 5,5 kg und der Länge 1,2 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 15 g, das sich waagerecht mit 360 m/s bewegt, trifft den Stab 0,93 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 5,5 kgL = 1,2 mm = 15 gv = 360 m/sd = 0,93 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 1,295 kg·m²
  2. 2. Ek = 111 kJ
  3. 3. P = 359,4 kW
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. ω = 24,04 rad/s
  6. 6. ω = 1,893 rad/s

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