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 = 0,3 m900 → 2700 rpm140 kg

Ein Schwungrad der Masse 140 kg mit einem Trägheitsradius von 0,3 m wird gleichmäßig von 900 rpm auf 2700 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 82 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 140 kgk = 0,3 mn1 = 900 rpmn2 = 2700 rpmT = 82 N·m
t = s
2.Leicht
Or = 0,05 mL = 1,1 m1,15 m0,5 kg5,5 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (0,5 kg, 1,1 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer Vollkugel der Masse 5,5 kg und des Radius 0,05 m, die am unteren Ende befestigt ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt 1,15 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 0,5 kgL = 1,1 mmsphere = 5,5 kgr = 0,05 md = 1,15 m
IO = kg·m²
3.Mittel
L = 1,3 mm = 7,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 7,5 kg und der Länge 1,3 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 = 7,5 kgL = 1,3 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Mittel
0 → 1500 rpmI = 38 kg·m²

Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 38 kg·m² in 45 s aus der Ruhe auf 1500 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.

I = 38 kg·m²n = 1500 rpmt = 45 s
Pavg = kW
5.Schwer
θ = 20°as = 9,5 m

Ein Körper (Vollkugel) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 20° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Er startet aus der Ruhe. Wie lange t braucht er, um 9,5 m die Schräge hinabzurollen?

θ = 20°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 9,5 m
t = s
6.Schwer
θ = 25°vs = 6 m

Ein Körper (Vollzylinder) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 25° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 6 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 25°s = 6 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 28,96 s
  2. 2. IO = 7,481 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. Pavg = 10,42 kW
  5. 5. t = 2,816 s
  6. 6. v = 5,759 m/s

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