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
L = 2,8 mGOd = 0,7 mm = 3,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 3,5 kg und der Länge 2,8 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,7 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 3,5 kgL = 2,8 md = 0,7 m
IO = kg·m²
2.Leicht
Or = 0,1 mL = 0,7 m0,8 m1 kg1 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (1 kg, 0,7 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer dünnen Vollscheibe der Masse 1 kg und des Radius 0,1 m, die am unteren Ende befestigt ist. Die Scheibe schwingt in ihrer eigenen Ebene, und ihr Mittelpunkt liegt 0,8 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 1 kgL = 0,7 mmdisc = 1 kgr = 0,1 md = 0,8 m
IO = kg·m²
3.Mittel
n = 1700 rpmTb​ = 145 N·mI = 10 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 10 kg·m² dreht sich mit 1700 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 145 N·m aus. Wie lange t dauert es, bis es stillsteht?

I = 10 kg·m²n = 1700 rpmTb = 145 N·m
t = s
4.Mittel
n = 1000 rpmTb​ = 195 N·mI = 29,5 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 29,5 kg·m² dreht sich mit 1000 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 195 N·m aus. Wie viele Umdrehungen N macht das Schwungrad, bevor es stillsteht?

I = 29,5 kg·m²n = 1000 rpmTb = 195 N·m
N = rev
5.Schwer
340 m/s25 g1,4 mL = 1,5 m7 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 7 kg und der Länge 1,5 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 25 g, das sich waagerecht mit 340 m/s bewegt, trifft den Stab 1,4 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 7 kgL = 1,5 mm = 25 gv = 340 m/sd = 1,4 m
ω = rad/s
6.Schwer
8 m/sω

Ein Körper (Hohlkugel) der Masse 19,5 kg rollt ohne Gleiten mit 8 m/s. Bestimme seine kinetische Rotationsenergie Erot.

m = 19,5 kgv = 8 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 4,002 kg·m²
  2. 2. IO = 0,8083 kg·m²
  3. 3. t = 12,28 s
  4. 4. N = 132 rev
  5. 5. ω = 2,246 rad/s
  6. 6. Erot = 416 J

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