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 = 0,45 m0 → 400 rpm30 kg

Ein Schwungrad der Masse 30 kg mit einem Trägheitsradius von 0,45 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 400 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 130 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 30 kgk = 0,45 mn1 = 0 rpmn2 = 400 rpmT = 130 N·m
t = s
2.Leicht
k = 0,45 m1000 → 2000 rpm40 kg

Ein Schwungrad der Masse 40 kg mit einem Trägheitsradius von 0,45 m wird gleichmäßig von 1000 rpm auf 2000 rpm beschleunigt. Das dauert 4 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 40 kgk = 0,45 mn1 = 1000 rpmn2 = 2000 rpmt = 4 s
T = N·m
3.Mittel
n = 1000 rpmTb​ = 110 N·mI = 23 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 23 kg·m² dreht sich mit 1000 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 110 N·m aus. Wie viele Umdrehungen N macht das Schwungrad, bevor es stillsteht?

I = 23 kg·m²n = 1000 rpmTb = 110 N·m
N = rev
4.Mittel
v = ?L = 0,5 mm = 6 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 6 kg und der Länge 0,5 m ist an einem Ende gelagert und wird aus der Ruhe in waagerechter Lage losgelassen. Vernachlässige die Reibung und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v des freien Endes, wenn der Stab durch die senkrechte Lage schwingt.

m = 6 kgL = 0,5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
160 m/s15 g0,45 mL = 0,5 m9,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 9,5 kg und der Länge 0,5 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 15 g, das sich waagerecht mit 160 m/s bewegt, trifft den Stab 0,45 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 9,5 kgL = 0,5 mm = 15 gv = 160 m/sd = 0,45 m
ω = rad/s
6.Schwer
220 m/s35 g0,86 mL = 0,9 m8,5 kgφ

Ein homogener dünner Stab der Masse 8,5 kg und der Länge 0,9 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 35 g, das sich waagerecht mit 220 m/s bewegt, trifft den Stab 0,86 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme den größten Winkel φ von der Senkrechten, um den der Stab ausschwingt.

M = 8,5 kgL = 0,9 mm = 35 gv = 220 m/sd = 0,86 mg = 9,81 m/s²
φ = °

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 1,957 s
  2. 2. T = 212,1 N·m
  3. 3. N = 182,5 rev
  4. 4. v = 3,836 m/s
  5. 5. ω = 1,359 rad/s
  6. 6. φ = 41,39 °

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