Ein Schwungrad der Masse 10 kg mit einem Trägheitsradius von 0,25 m wird gleichmäßig von 100 rpm auf 1000 rpm beschleunigt. Das dauert 20 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
Ein Schwungrad der Masse 200 kg mit einem Trägheitsradius von 0,2 m wird gleichmäßig von 700 rpm auf 2100 rpm beschleunigt. Das dauert 3 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.
Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 14 kg·m² in 30 s aus der Ruhe auf 1700 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.
Ein homogener dünner Stab der Masse 2 kg und der Länge 0,5 m ist an einem Ende gelagert und wird aus der Ruhe in waagerechter Lage losgelassen. Am freien Ende ist eine kleine Kugel der Masse 3 kg befestigt. Vernachlässige die Reibung und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes, wenn er durch die senkrechte Lage schwingt.
Ein homogener dünner Stab der Masse 7,5 kg und der Länge 0,7 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 50 g, das sich waagerecht mit 200 m/s bewegt, trifft den Stab 0,63 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.
Ein homogener dünner Stab der Masse 2,5 kg und der Länge 0,7 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 10 g, das sich waagerecht mit 500 m/s bewegt, trifft den Stab 0,68 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.
Lösungsschlüssel
- 1. T = 2,945 N·m
- 2. T = 391 N·m
- 3. Pavg = 7,395 kW
- 4. ω = 6,543 rad/s
- 5. φ = 67,15 °
- 6. ω = 8,233 rad/s
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