Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (5 kg, 1,2 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer Vollkugel der Masse 2 kg und des Radius 0,2 m, die am unteren Ende befestigt ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt 1,4 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.
Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen
Ein Schwungrad der Masse 20 kg mit einem Trägheitsradius von 0,4 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 1800 rpm beschleunigt. Das dauert 13 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.
Ein homogener dünner Stab der Masse 14,5 kg und der Länge 2 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.
Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 27,5 kg·m² dreht sich mit 2800 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 45 N·m aus. Wie viele Umdrehungen N macht das Schwungrad, bevor es stillsteht?
Ein homogener dünner Stab der Masse 6 kg und der Länge 1,1 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 5 g, das sich waagerecht mit 280 m/s bewegt, trifft den Stab 0,84 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.
Ein Körper (Vollkugel) 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. Sein Radius beträgt 0,2 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 4 m entlang der Schräge gerollt ist.
Lösungsschlüssel
- 1. IO = 6,352 kg·m²
- 2. T = 46,4 N·m
- 3. α = 7,357 rad/s²
- 4. N = 4181 rev
- 5. ω = 0,4852 rad/s
- 6. ω = 19,05 rad/s
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