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 = 1,1 mGOd = 0,45 mm = 11 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 11 kg und der Länge 1,1 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,45 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 11 kgL = 1,1 md = 0,45 m
IO = kg·m²
2.Leicht
L = 1,3 mGOd = 0,25 mm = 1,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 1,5 kg und der Länge 1,3 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,25 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 1,5 kgL = 1,3 md = 0,25 m
IO = kg·m²
3.Mittel
0 → 400 rpmI = 13 kg·m²

Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 13 kg·m² in 8 s aus der Ruhe auf 400 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.

I = 13 kg·m²n = 400 rpmt = 8 s
Pavg = kW
4.Mittel
n = 2900 rpmTb​ = 95 N·mI = 13 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 13 kg·m² dreht sich mit 2900 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 95 N·m aus. Wie lange t dauert es, bis es stillsteht?

I = 13 kg·m²n = 2900 rpmTb = 95 N·m
t = s
5.Schwer
160 m/s50 g0,25 mL = 0,5 m9,5 kgφ

Ein homogener dünner Stab der Masse 9,5 kg und der Länge 0,5 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 50 g, das sich waagerecht mit 160 m/s bewegt, trifft den Stab 0,25 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme den größten Winkel φ von der Senkrechten, um den der Stab ausschwingt.

M = 9,5 kgL = 0,5 mm = 50 gv = 160 m/sd = 0,25 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Schwer
2 m/sω

Ein Körper (dünner Reifen) der Masse 2,5 kg rollt ohne Gleiten mit 2 m/s. Bestimme seine kinetische Rotationsenergie Erot.

m = 2,5 kgv = 2 m/sI = m·r²
Erot = J

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 3,337 kg·m²
  2. 2. IO = 0,305 kg·m²
  3. 3. Pavg = 1,426 kW
  4. 4. t = 41,56 s
  5. 5. φ = 26,8 °
  6. 6. Erot = 5 J

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