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.

Neues ArbeitsblattOnline mit Tipps üben

Für Lehrkräfte: kostenlos ausdrucken, kopieren und im Unterricht verwenden. Jedes neue Arbeitsblatt hat neue Werte und einen eigenen Lösungsschlüssel. Über einen Link zu ExamProblems auf Ihrer Kursseite freuen wir uns.

Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
k = 0,45 m700 → 2000 rpm30 kg

Ein Schwungrad der Masse 30 kg mit einem Trägheitsradius von 0,45 m wird gleichmäßig von 700 rpm auf 2000 rpm beschleunigt. Das dauert 23 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 30 kgk = 0,45 mn1 = 700 rpmn2 = 2000 rpmt = 23 s
T = N·m
2.Leicht
L = 2,8 mGOd = 1,05 mm = 10 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 10 kg und der Länge 2,8 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 1,05 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 10 kgL = 2,8 md = 1,05 m
IO = kg·m²
3.Mittel
6 kgaαM = 4 kgR = 0,1 m

Ein Block von 6 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 4 kg und des Radius 0,1 m, die sich auf einer reibungsfreien waagerechten Achse dreht. Der Block wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Beschleunigung a des Blocks.

m = 6 kgM = 4 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Mittel
13 kgaαM = 6 kgR = 0,35 m

Ein Block von 13 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 6 kg und des Radius 0,35 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 = 13 kgM = 6 kgR = 0,35 mg = 9,81 m/s²
T = N
5.Schwer
0,75 m0,15 mn1​ = 40 rpm

Eine Person steht auf einer reibungsfreien Drehscheibe und hält in jeder Hand eine Hantel von 4,5 kg, 0,75 m von der Achse entfernt. Die Person und die Drehscheibe allein haben ein Trägheitsmoment von 3 kg·m² um die Achse. Sie drehen sich mit 40 rpm und ziehen dann die Hanteln auf 0,15 m Abstand von der Achse heran. Behandle die Hanteln als Punktmassen. Bestimme die neue Drehzahl n2 in rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 4,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,15 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Schwer
θ = 15°a

Ein Körper (Vollkugel) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 15° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Beschleunigung a seines Schwerpunkts.

θ = 15°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 35,96 N·m
  2. 2. IO = 17,56 kg·m²
  3. 3. a = 7,357 m/s²
  4. 4. T = 23,91 N
  5. 5. n2 = 100,7 rpm
  6. 6. a = 1,814 m/s²

Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.