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 = 0,55 m500 → 1900 rpm170 kg

Ein Schwungrad der Masse 170 kg mit einem Trägheitsradius von 0,55 m wird gleichmäßig von 500 rpm auf 1900 rpm beschleunigt. Das dauert 2 s. Bestimme das erforderliche konstante Drehmoment T unter Vernachlässigung der Reibung.

m = 170 kgk = 0,55 mn1 = 500 rpmn2 = 1900 rpmt = 2 s
T = N·m
2.Leicht
L = 1,2 mGOd = 0,5 mm = 12 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 12 kg und der Länge 1,2 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,5 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 12 kgL = 1,2 md = 0,5 m
IO = kg·m²
3.Mittel
0 → 2900 rpmI = 14,5 kg·m²

Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 14,5 kg·m² in 33 s aus der Ruhe auf 2900 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.

I = 14,5 kg·m²n = 2900 rpmt = 33 s
Pavg = kW
4.Mittel
6,5 kgaαM = 12,5 kgR = 0,1 m

Ein Block von 6,5 kg hängt an einem leichten Seil, das um eine Rolle gewickelt ist, eine homogene Vollscheibe der Masse 12,5 kg und des Radius 0,1 m, die sich auf einer reibungsfreien waagerechten Achse dreht. Der Block wird aus der Ruhe losgelassen. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Winkelbeschleunigung α der Rolle.

m = 6,5 kgM = 12,5 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Schwer
θ = 25°vs = 10 m

Ein Körper (Vollkugel) 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. Sein Radius beträgt 0,1 m. Bestimme seine Winkelgeschwindigkeit ω, nachdem es 10 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 25°s = 10 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,1 m
ω = rad/s
6.Schwer
7,5 m/sω

Ein Körper (Vollkugel) der Masse 2,5 kg rollt ohne Gleiten mit 7,5 m/s. Welcher Prozentsatz p seiner gesamten kinetischen Energie ist Rotationsenergie?

m = 2,5 kgv = 7,5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. T = 3770 N·m
  2. 2. IO = 4,44 kg·m²
  3. 3. Pavg = 20,26 kW
  4. 4. α = 50,01 rad/s²
  5. 5. ω = 76,96 rad/s
  6. 6. p = 28,57 %

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