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(d) Wieviel Umdrehungen hat es in den ersten 10s ausgeführt? Lösungen 1. Das Trägheitsmoment ist ganz allgemein Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Es ist also eine Eigenschaft, die von der Geometrie des Körpers, der Massenverteilung und der Lage der betrachteten Rotationsachse abhängt. Die letzte Bemerkung sagt aus, daß die gegebene Scheibe auch verschiedene Trägheitsmomente haben kann, je nachdem, um welche Achse man sie rotieren läßt. In dieser Aufgabe ist die Rotationsachse gleich der Symmetrieachse des Körpers. Eine Scheibe ist geometrisch nichts anderes als ein Vollzylinder. Glücklicherweise kann man die Trägheitsmomente einiger einfacher Körper bezüglich ihrer Symmetrieachsen im Tafelwerk nachlesen, z. B. Abituraufgaben Mathematik mit Lösungen. ist für einen Zylinder [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Die Formeln unterscheiden sich meist nur durch einen Vorfaktor. Wenn man weiß, daß die Masse [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] und daß das Zylindervolumen [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], dann findet man für das Trägheitsmoment des Vollzylinders: Im zweiten Teil der Aufgabe soll man das Trägheitsmoment um 20% erhöhen.
Beispiel: Der Graph der Funktion f ( x) = x 2 + 1, D f = [ − 1; 2] f\left( x\right)= x^2+1, \;\;\;{ D}_ f=\left[-1;2\right] rotiere um die x x -Achse. Bestimme das Volumen des entstehenden Körpers. Lösung Alle Angaben in die Volumenformel einsetzen. Rotation aufgaben mit lösungen 2017. V = π ⋅ ∫ − 1 2 ( x 2 + 1) 2 d x = π ⋅ ∫ − 1 2 x 4 + 2 x 2 + 1 d x \def\arraystretch{2} \begin{aligned}V &=\pi\cdot\int_{-1}^2\left( x^2+1\right)^2\operatorname{d} x\\&=\pi\cdot\int_{-1}^2 x^4+2 x^2+1\operatorname{d} x\end{aligned} V = π ⋅ [ 1 5 x 5 + 2 3 x 3 + x] − 1 2 & = π ⋅ [ 1 5 ⋅ 2 5 + 2 3 2 3 + 2 − ( 1 5 ⋅ ( − 1) 5 + 2 3 ( − 1) 3 − 1)] = π ⋅ [ 32 5 + 16 3 + 2 − ( − 1 5 − 2 3 − 1)] = 78 5 π \def\arraystretch{1. 25} \begin{aligned}V &=\pi \cdot \left[\frac{1}{5}x^5 + \frac{2}{3} x^3 + x\right]_{-1}^2\&=\pi \cdot \left[\frac{1}{5} \cdot 2^5 + \frac{2}{3} 2^3 + 2 - \left( \frac{1}{5} \cdot (-1)^5 + \frac{2}{3} (-1)^3 -1\right) \right]\\&=\pi \cdot \left[ \frac{32}{5} + \frac{16}{3} + 2 - \left( -\frac{1}{5} - \frac{2}{3} -1\right)\right]\\&=\frac{78}{5} \pi \end{aligned} Mantelfläche Auch für die Mantelfläche ergeben sich unterschiedliche Formeln für die Rotation, um die x x - und y y -Achse.
1. Aufgabe Die mathematische Struktur der Bewegungsgleichungen für die Rotationsbewegung entspricht derjenigen der Translationsbewegung. Vervollständigen Sie die nachstehende Tabelle, in der die entsprechenden Größen dieser Analogie einander gegenüberzustellen sind. Translation Rotation Weg?? Winkelgeschwindigkeit Beschleunigung? Kraft?? Trägheitsmoment Impuls? _____________ 2. Rotation aufgaben mit lösungen und fundorte für. Aufgabe Die mathematische Struktur der Beziehungen und Gesetze für die Rotationsbewegung entspricht derjenigen für die Translationsbewegung. Ergänzen Sie die Lücken in der nachstehende Tabelle, in der analoge Gesetze einander gegenübergestellt sind. _______________ 3. Aufgabe Ein ideal dünner Reifen mit der Masse m und dem Radius R rollt aus der Ruhe eine schiefe Ebene der Höhe h herab (kein Schlupf, keine Energieverluste). Wie groß ist seine Geschwindigkeit v am Ende der schiefen Ebene? 4. Aufgabe Zwei identische zylindrische Scheiben mit der Masse M, dem Radius R und einem Trägheitsmoment treffen auf einer horizontalen Ebene zusammen (siehe Abbildung).
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