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 = 0,1 mL = 0,8 m0,9 m4,5 kg6,5 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (4,5 kg, 0,8 m lang), der an seinem oberen Ende O gelagert ist, und einer Vollkugel der Masse 6,5 kg und des Radius 0,1 m, die am unteren Ende befestigt ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt 0,9 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 4,5 kgL = 0,8 mmsphere = 6,5 kgr = 0,1 md = 0,9 m
IO = kg·m²
2.Leicht
R = 0,7 mn = 1500 rpm190 kg

Ein Schwungrad ist eine homogene Vollscheibe der Masse 190 kg und des Radius 0,7 m. Es dreht sich mit 1500 rpm. Bestimme seine kinetische Energie Ek in kJ.

M = 190 kgR = 0,7 mn = 1500 rpm
Ek = kJ
3.Mittel
L = 1,5 mm = 2 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 2 kg und der Länge 1,5 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 kgL = 1,5 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Mittel
L = 1,4 mm = 11 kgα

Ein homogener dünner Stab der Masse 11 kg und der Länge 1,4 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 kgL = 1,4 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Schwer
4,5 m/sω

Ein Körper (Hohlkugel) der Masse 10,5 kg rollt ohne Gleiten mit 4,5 m/s. Bestimme seine gesamte kinetische Energie Ek.

m = 10,5 kgv = 4,5 m/sI = (2/3)·m·r²
Ek = J
6.Schwer
0,8 m0,15 mn1​ = 60 rpm

Eine Person steht auf einer reibungsfreien Drehscheibe und hält in jeder Hand eine Hantel von 1 kg, 0,8 m von der Achse entfernt. Die Person und die Drehscheibe allein haben ein Trägheitsmoment von 3 kg·m² um die Achse. Sie drehen sich mit 60 rpm und ziehen dann die Hanteln auf 0,15 m Abstand von der Achse heran. Behandle die Hanteln als Punktmassen. Bestimme die neue Drehzahl n2 in rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,15 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 6,251 kg·m²
  2. 2. Ek = 574,3 kJ
  3. 3. α = 9,81 rad/s²
  4. 4. R = 26,98 N
  5. 5. Ek = 177,2 J
  6. 6. n2 = 84,33 rpm

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