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
L = 2,6 mGOd = 0,55 mm = 9,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 9,5 kg und der Länge 2,6 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,55 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 9,5 kgL = 2,6 md = 0,55 m
IO = kg·m²
2.Leicht
L = 1,4 mGOd = 0,15 mm = 3,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 3,5 kg und der Länge 1,4 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,15 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 3,5 kgL = 1,4 md = 0,15 m
IO = kg·m²
3.Mittel
n = 2500 rpmP = 162 kW

Eine Welle überträgt 162 kW bei 2500 rpm. Bestimme das Drehmoment T in der Welle.

P = 162 kWn = 2500 rpm
T = N·m
4.Mittel
n = 2500 rpmTb​ = 165 N·mI = 3,5 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 3,5 kg·m² dreht sich mit 2500 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 165 N·m aus. Wie viele Umdrehungen N macht das Schwungrad, bevor es stillsteht?

I = 3,5 kg·m²n = 2500 rpmTb = 165 N·m
N = rev
5.Schwer
θ = 15°vs = 1 m

Ein Körper (Hohlkugel) 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.

θ = 15°s = 1 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
Scheibe: 24 kgRing: 3 kgn1​ = 1100 rpm

Eine homogene Vollscheibe (Masse 24 kg, Radius 0,1 m) dreht sich frei mit 1100 rpm um eine senkrechte reibungsfreie Welle. Ein dünner Ring der Masse 3 kg und desselben Radius wird aus der Ruhe zentriert auf die Welle fallen gelassen, und beide drehen sich schnell gemeinsam. Bestimme ihre gemeinsame Drehzahl n2 in rpm.

Mdisc = 24 kgMring = 3 kgR = 0,1 mn1 = 1100 rpm
n2 = rpm

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 8,225 kg·m²
  2. 2. IO = 0,6504 kg·m²
  3. 3. T = 618,8 N·m
  4. 4. N = 115,7 rev
  5. 5. v = 1,746 m/s
  6. 6. n2 = 880 rpm

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