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 = 0,6 m300 → 500 rpm200 kg

Ein Schwungrad der Masse 200 kg mit einem Trägheitsradius von 0,6 m wird gleichmäßig von 300 rpm auf 500 rpm beschleunigt. Das dauert 19 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 200 kgk = 0,6 mn1 = 300 rpmn2 = 500 rpmt = 19 s
T = N·m
2.Leicht
Or = 0,1 mL = 0,5 m0,6 m1,5 kg8 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (1,5 kg, 0,5 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer dünnen Vollscheibe der Masse 8 kg und des Radius 0,1 m, die am unteren Ende befestigt ist. Die Scheibe schwingt in ihrer eigenen Ebene, und ihr Mittelpunkt liegt 0,6 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 1,5 kgL = 0,5 mmdisc = 8 kgr = 0,1 md = 0,6 m
IO = kg·m²
3.Mittel
0 → 2400 rpmI = 31,5 kg·m²

Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 31,5 kg·m² in 60 s aus der Ruhe auf 2400 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.

I = 31,5 kg·m²n = 2400 rpmt = 60 s
Pavg = kW
4.Mittel
L = 0,6 mm = 2,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 2,5 kg und der Länge 0,6 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die vertikale Kraft R, die das Lager unmittelbar nach dem Loslassen auf den Stab ausübt.

m = 2,5 kgL = 0,6 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Schwer
θ = 25°a

Ein Körper (dünner Reifen) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 25° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Beschleunigung a seines Schwerpunkts.

θ = 25°I = m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Schwer
8 m/sω

Ein Körper (Vollkugel) der Masse 9 kg rollt ohne Gleiten mit 8 m/s. Bestimme seine kinetische Rotationsenergie Erot.

m = 9 kgv = 8 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 79,37 N·m
  2. 2. IO = 3,045 kg·m²
  3. 3. Pavg = 16,58 kW
  4. 4. R = 6,131 N
  5. 5. a = 2,073 m/s²
  6. 6. Erot = 115,2 J

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