Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (4 kg, 1,1 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer Vollkugel der Masse 10 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.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
Ein homogener dünner Stab der Masse 1,5 kg und der Länge 2,2 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.
Ein homogener dünner Stab der Masse 5,5 kg und der Länge 2,8 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die vertikale Kraft R, die das Lager unmittelbar nach dem Loslassen auf den Stab ausübt.
Ein homogener dünner Stab der Masse 6,5 kg und der Länge 2,4 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die vertikale Kraft R, die das Lager unmittelbar nach dem Loslassen auf den Stab ausübt.
Ein Körper (dünner Reifen) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 15° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 1 m entlang der Schräge gerollt ist.
Eine Person steht auf einer reibungsfreien Drehscheibe und hält in jeder Hand eine Hantel von 3,5 kg, 0,75 m von der Achse entfernt. Die Person und die Drehscheibe allein haben ein Trägheitsmoment von 1,5 kg·m² um die Achse. Sie drehen sich mit 50 rpm und ziehen dann die Hanteln auf 0,25 m Abstand von der Achse heran. Behandle die Hanteln als Punktmassen. Bestimme die neue Drehzahl n2 in rpm.
Lösungsschlüssel
- 1. IO = 14,85 kg·m²
- 2. IO = 1,34 kg·m²
- 3. R = 13,49 N
- 4. R = 15,94 N
- 5. v = 1,593 m/s
- 6. n2 = 140,3 rpm
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