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 = 0,2 m900 → 2500 rpm100 kg

Ein Schwungrad der Masse 100 kg mit einem Trägheitsradius von 0,2 m wird gleichmäßig von 900 rpm auf 2500 rpm beschleunigt. Das dauert 15 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 100 kgk = 0,2 mn1 = 900 rpmn2 = 2500 rpmt = 15 s
T = N·m
2.Leicht
k = 0,35 m0 → 1400 rpm20 kg

Ein Schwungrad der Masse 20 kg mit einem Trägheitsradius von 0,35 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 1400 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 16 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 20 kgk = 0,35 mn1 = 0 rpmn2 = 1400 rpmT = 16 N·m
t = s
3.Mittel
10,5 kgaαM = 12,5 kgR = 0,1 m

Ein Block von 10,5 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 12,5 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 Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er 0,5 m gefallen ist.

m = 10,5 kgM = 12,5 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²h = 0,5 m
v = m/s
4.Mittel
L = 0,5 mm = 3,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 3,5 kg und der Länge 0,5 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 = 3,5 kgL = 0,5 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Schwer
θ = 20°as = 8,5 m

Ein Körper (Vollkugel) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 20° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Er startet aus der Ruhe. Wie lange t braucht er, um 8,5 m die Schräge hinabzurollen?

θ = 20°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 8,5 m
t = s
6.Schwer
θ = 15°vs = 8,5 m

Ein Körper (Hohlkugel) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 15° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Sein Radius beträgt 0,4 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 8,5 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 15°s = 8,5 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,4 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 44,68 N·m
  2. 2. t = 22,45 s
  3. 3. v = 2,48 m/s
  4. 4. α = 29,43 rad/s²
  5. 5. t = 2,663 s
  6. 6. ω = 12,72 rad/s

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