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 = 0,5 m500 → 1900 rpm10 kg

Ein Schwungrad der Masse 10 kg mit einem Trägheitsradius von 0,5 m wird gleichmäßig von 500 rpm auf 1900 rpm beschleunigt. Das dauert 2 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 10 kgk = 0,5 mn1 = 500 rpmn2 = 1900 rpmt = 2 s
T = N·m
2.Leicht
Or = 0,05 mL = 0,6 m0,65 m2,5 kg8,5 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (2,5 kg, 0,6 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer dünnen Vollscheibe der Masse 8,5 kg und des Radius 0,05 m, die am unteren Ende befestigt ist. Die Scheibe schwingt in ihrer eigenen Ebene, und ihr Mittelpunkt liegt 0,65 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 2,5 kgL = 0,6 mmdisc = 8,5 kgr = 0,05 md = 0,65 m
IO = kg·m²
3.Mittel
n = 1100 rpmP = 61 kW

Eine Welle überträgt 61 kW bei 1100 rpm. Bestimme das Drehmoment T in der Welle.

P = 61 kWn = 1100 rpm
T = N·m
4.Mittel
n = 3000 rpmT = 1100 N·m

Ein Motor liefert ein Drehmoment von 1100 N·m bei 3000 rpm. Bestimme seine Ausgangsleistung P in kW.

T = 1100 N·mn = 3000 rpm
P = kW
5.Schwer
0,65 m0,15 mn1​ = 60 rpm

Eine Person steht auf einer reibungsfreien Drehscheibe und hält in jeder Hand eine Hantel von 3 kg, 0,65 m von der Achse entfernt. Die Person und die Drehscheibe allein haben ein Trägheitsmoment von 4,5 kg·m² um die Achse. Sie drehen sich mit 60 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 = 4,5 kg·m²m = 2 × 3 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,15 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.Schwer
360 m/s5 g0,82 mL = 1,3 m2,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 2,5 kg und der Länge 1,3 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 5 g, das sich waagerecht mit 360 m/s bewegt, trifft den Stab 0,82 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 2,5 kgL = 1,3 mm = 5 gv = 360 m/sd = 0,82 m
ω = rad/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 183,3 N·m
  2. 2. IO = 3,902 kg·m²
  3. 3. T = 529,6 N·m
  4. 4. P = 345,6 kW
  5. 5. n2 = 91,07 rpm
  6. 6. ω = 1,046 rad/s

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