Übung Physik I WiIng / Chemie / Orthopädie 8. Übung 1) Prof. Dr. H.-Ch. Mertins FH-Münster Rotation Ein Schwungrad wird mit konstanter Beschleunigung von der Anfangsgeschwindigkeit 1,5 rad/s abgebremst und kommt nach 40 Umdrehungen zum Stehen. a) Berechnen Sie die Zeitdauer des Bremsvorgangs. b) Geben Sie die Winkelbeschleunigung des Bremsprozesses an. c) Welche Zeit vergeht für die ersten 20 der insgesamt 40 Umdrehungen beim Bremsen? 2) Ein Basketball mit Radius 13 cm wird durch ein Drehmoment von 0,27 Nm mit einer Winkelbeschleunigung von 30 rad/s2 in Rotation um eine Achse versetzt, die durch den Mittelpunkt läuft. a) Berechnen Sie das Trägheitsmoment bzgl. dieser Achse. b) Mit welcher tangential an dem Ball angreifenden Kraft wurde der Ball beschleunigt? c) Berechnen Sie die Masse des Balls. d) Berechnen Sie die Rotationsenergie des Balls, wenn er mit 20 Umdrehungen / s dreht. 3) Ein Motor dreht mit 5500 Umdrehungen/min und leistet dabei 140 Ps (0,746 kW/Ps). Welches Drehmoment wirkt auf die Motorachse? 4) Welches Gesetz nutzt die Eistänzerin bei der Pyrouette aus? Beschreiben Sie den Effekt qualitativ durch entsprechende Formeln und eine Skizze, in der die entsprechenden Größen eingetragen sind. 5) Zwei Scheiben A und B sind auf einer gemeinsamen Achse (reibungsfreies Lager) montiert und können so gekoppelt werden, dass einzeln oder gemeinsam rotieren. Scheibe A hat ein Trägheitsmoment von 3,3 kgm2 und rotiert mit 450 U/min. Scheibe B hat 6,6 kgm2 und rotiert mit 900 U/min in gleicher Richtung. a) Wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit ω, wenn beide Scheiben gekoppelt werden? b) Wie groß ist ω des gekoppelten Systems, wenn die Scheiben vorher entgegen gesetzt rotierten? Zur Lösung gehören Formel, Weg und Ergebnis mit Einheiten. Die Übung soll zum jeweils nächsten Übungstermin abgegeben werden. Um für die Klausur zugelassen zu werden, müssen insgesamt 50% der Aufgaben im Semester gelöst werden.
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