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 = 1,7 mGOd = 0,55 mm = 2 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 2 kg und der Länge 1,7 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,55 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 2 kgL = 1,7 md = 0,55 m
IO = kg·m²
2.Leicht
Or = 0,2 mL = 1,3 m1,5 m4,5 kg2 kg

Ein Pendel besteht aus einem homogenen dünnen Stab (4,5 kg, 1,3 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 1,5 m unter O. Bestimme das Massenträgheitsmoment IO des Pendels um O.

mrod = 4,5 kgL = 1,3 mmsphere = 2 kgr = 0,2 md = 1,5 m
IO = kg·m²
3.Mittel
0 → 600 rpmI = 39,5 kg·m²

Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 39,5 kg·m² in 60 s aus der Ruhe auf 600 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.

I = 39,5 kg·m²n = 600 rpmt = 60 s
Pavg = kW
4.Mittel
n = 700 rpmTb​ = 90 N·mI = 26,5 kg·m²

Ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 26,5 kg·m² dreht sich mit 700 rpm. Eine Bremse übt ein konstantes Reibmoment von 90 N·m aus. Wie viele Umdrehungen N macht das Schwungrad, bevor es stillsteht?

I = 26,5 kg·m²n = 700 rpmTb = 90 N·m
N = rev
5.Schwer
280 m/s50 g0,94 mL = 1,6 m8 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 8 kg und der Länge 1,6 m hängt in Ruhe an einem reibungsfreien Drehpunkt an seinem oberen Ende. Ein Geschoss von 50 g, das sich waagerecht mit 280 m/s bewegt, trifft den Stab 0,94 m unter dem Drehpunkt und bleibt stecken. Bestimme die Winkelgeschwindigkeit ω des Stabes unmittelbar nach dem Stoß.

M = 8 kgL = 1,6 mm = 50 gv = 280 m/sd = 0,94 m
ω = rad/s
6.Schwer
θ = 10°a

Ein Körper (Vollzylinder) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 10° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme den kleinsten Haftreibungskoeffizienten μs, der das Gleiten verhindert.

θ = 10°I = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Lösungsschlüssel

  1. 1. IO = 1,087 kg·m²
  2. 2. IO = 7,067 kg·m²
  3. 3. Pavg = 1,299 kW
  4. 4. N = 125,9 rev
  5. 5. ω = 1,915 rad/s
  6. 6. μs = 0,05878

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