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 = 0,25 m300 → 2300 rpm30 kg

Ein Schwungrad der Masse 30 kg mit einem Trägheitsradius von 0,25 m wird gleichmäßig von 300 rpm auf 2300 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 65 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 30 kgk = 0,25 mn1 = 300 rpmn2 = 2300 rpmT = 65 N·m
t = s
2.Leicht
L = 1,4 mGOd = 0,6 mm = 10,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 10,5 kg und der Länge 1,4 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,6 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 10,5 kgL = 1,4 md = 0,6 m
IO = kg·m²
3.Mittel
L = 2,2 mm = 11,5 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 11,5 kg und der Länge 2,2 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.

m = 11,5 kgL = 2,2 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Mittel
n = 1000 rpmTb​ = 35 N·mI = 33 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 33 kg·m² dreht sich mit 1000 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 35 N·m aus. Wie lange t dauert es, bis es stillsteht?

I = 33 kg·m²n = 1000 rpmTb = 35 N·m
t = s
5.Schwer
θ = 25°vs = 2 m

Ein Körper (Hohlkugel) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 25° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 2 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 25°s = 2 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Schwer
7,5 m/sω

Ein Körper (Vollkugel) der Masse 18,5 kg rollt ohne Gleiten mit 7,5 m/s. Bestimme seine kinetische Rotationsenergie Erot.

m = 18,5 kgv = 7,5 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 6,042 s
  2. 2. IO = 5,495 kg·m²
  3. 3. R = 28,2 N
  4. 4. t = 98,74 s
  5. 5. v = 3,154 m/s
  6. 6. Erot = 208,1 J

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