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
Or = 0,15 mL = 1,4 m1,55 m3 kg8,5 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (3 kg, 1,4 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 1,55 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 3 kgL = 1,4 mmsphere = 8,5 kgr = 0,15 md = 1,55 m
IO = kg·m²
2.Leicht
R = 0,8 mn = 2900 rpm270 kg

Ein Schwungrad ist eine homogene Vollscheibe der Masse 270 kg und des Radius 0,8 m. Es dreht sich mit 2900 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 270 kgR = 0,8 mn = 2900 rpm
Ek = kJ
3.Mittel
L = 1,7 mm = 2,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 2,5 kg und der Länge 1,7 m ist an einem Ende gelagert und waagerecht festgehalten. Er wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Winkelbeschleunigung α unmittelbar nach dem Loslassen.

m = 2,5 kgL = 1,7 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Mittel
5,5 kgaαM = 11 kgR = 0,15 m

Ein Block von 5,5 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 11 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 Seilkraft T im Seil.

m = 5,5 kgM = 11 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²
T = N
5.Schwer
9,5 m/sω

Ein Körper (Vollkugel) der Masse 18,5 kg rollt ohne Gleiten mit 9,5 m/s. Welcher Prozentsatz p seiner gesamten kinetischen Energie ist Rotationsenergie?

m = 18,5 kgv = 9,5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %
6.Schwer
7 m/sω

Ein Körper (dünner Reifen) der Masse 15 kg rollt ohne Gleiten mit 7 m/s. Welcher Prozentsatz p seiner gesamten kinetischen Energie ist Rotationsenergie?

m = 15 kgv = 7 m/sI = m·r²
p = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 22,46 kg·m²
  2. 2. Ek = 3984 kJ
  3. 3. α = 8,656 rad/s²
  4. 4. T = 26,98 N
  5. 5. p = 28,57 %
  6. 6. p = 50 %

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