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 = 0,2 m0 → 1500 rpm40 kg

Ein Schwungrad der Masse 40 kg mit einem Trägheitsradius von 0,2 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 1500 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 130 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 40 kgk = 0,2 mn1 = 0 rpmn2 = 1500 rpmT = 130 N·m
t = s
2.Leicht
Or = 0,15 mL = 1,1 m1,25 m0,5 kg8,5 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 8,5 kg und des Radius 0,15 m, die am unteren Ende befestigt ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt 1,25 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 0,5 kgL = 1,1 mmsphere = 8,5 kgr = 0,15 md = 1,25 m
IO = kg·m²
3.Mittel
2 kgaαM = 12,5 kgR = 0,3 m

Ein Block von 2 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 12,5 kg und des Radius 0,3 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.

m = 2 kgM = 12,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Mittel
14,5 kgaαM = 12,5 kgR = 0,15 m

Ein Block von 14,5 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 12,5 kg und des Radius 0,15 m, die sich auf einer reibungsfreien waagerechten Achse dreht. Der Block wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v des Blocks, nachdem er 1,5 m gefallen ist.

m = 14,5 kgM = 12,5 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²h = 1,5 m
v = m/s
5.Schwer
θ = 40°as = 8,5 m

Ein Körper (Vollkugel) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 40° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Er startet aus der Ruhe. Wie lange t braucht er, um 8,5 m die Schräge hinabzurollen?

θ = 40°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 8,5 m
t = s
6.Schwer
5,5 m/sω

Ein Körper (Vollzylinder) der Masse 1 kg rollt ohne Gleiten mit 5,5 m/s. Welcher Prozentsatz p seiner gesamten kinetischen Energie ist Rotationsenergie?

m = 1 kgv = 5,5 m/sI = ½·m·r²
p = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 1,933 s
  2. 2. IO = 13,56 kg·m²
  3. 3. T = 14,86 N
  4. 4. v = 4,535 m/s
  5. 5. t = 1,943 s
  6. 6. p = 33,33 %

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