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.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
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?
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.
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.
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?
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.
Lösungsschlüssel
- 1. T = 44,68 N·m
- 2. t = 22,45 s
- 3. v = 2,48 m/s
- 4. α = 29,43 rad/s²
- 5. t = 2,663 s
- 6. ω = 12,72 rad/s
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