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.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
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.
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.
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.
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.
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.
Lösungsschlüssel
- 1. T = 35,96 N·m
- 2. IO = 17,56 kg·m²
- 3. a = 7,357 m/s²
- 4. T = 23,91 N
- 5. n2 = 100,7 rpm
- 6. a = 1,814 m/s²
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