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 = 0,55 mn = 1900 rpm80 kg

Ein Schwungrad der Masse 80 kg hat um seine Achse einen Trägheitsradius von 0,55 m. Es dreht sich mit 1900 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 80 kgk = 0,55 mn = 1900 rpm
Ek = kJ
2.Leicht
k = 0,4 m0 → 800 rpm140 kg

Ein Schwungrad der Masse 140 kg mit einem Trägheitsradius von 0,4 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 800 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 63 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 140 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 800 rpmT = 63 N·m
t = s
3.Mittel
1 kgaαM = 1 kgR = 0,4 m

Ein Block von 1 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 1 kg und des Radius 0,4 m, die sich auf einer reibungsfreien waagerechten Achse dreht. Der Block wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Seilkraft T im Seil.

m = 1 kgM = 1 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Mittel
L = 1,5 mm = 19 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 19 kg und der Länge 1,5 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 = 19 kgL = 1,5 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Schwer
2 m/sω

Ein Körper (Vollzylinder) der Masse 7 kg rollt ohne Gleiten mit 2 m/s. Bestimme seine gesamte kinetische Energie Ek.

m = 7 kgv = 2 m/sI = ½·m·r²
Ek = J
6.Schwer
θ = 15°a

Ein Körper (dünner Reifen) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 15° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme den kleinsten Haftreibungskoeffizienten μs, der das Gleiten verhindert.

θ = 15°I = m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Ek = 479 kJ
  2. 2. t = 29,79 s
  3. 3. T = 3,27 N
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. Ek = 21 J
  6. 6. μs = 0,134

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