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Rotation und Drehimpuls sicher verstehen

Rotierende Körper werden durch Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment und Trägheitsmoment beschrieben. Der Drehimpuls verbindet die Massenverteilung mit der Drehbewegung und wird durch äußere Drehmomente verändert.

Auf dieser Seite übst du Winkelgeschwindigkeit, Rotationsenergie, Rollen ohne Gleiten, Trägheitsmoment, Drehmoment, Präzession und die Erhaltung des Drehimpulses.

So löst du Aufgaben zu Rotation und Drehimpuls

  1. Lege Drehachse, Drehsinn und relevante Abstände fest.
  2. Unterscheide Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung, Drehmoment und Drehimpuls.
  3. Wende Beziehungen wie v = ωr, M = Iα, Erot = ½Iω² oder L = Iω an.
  4. Prüfe Richtung, Achse, Größenordnung und Einheiten des Ergebnisses.

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Rotation und Drehimpuls online üben

Test 5 zu Rotation und Drehimpuls mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Wähle pro Aufgabe eine Antwort aus. Öffne danach die Lösung, um Achse, Hebelarm, Formel, Richtung und Rechenweg zu prüfen.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Rad mit Radius 0,4 m rollt ohne Gleiten mit 8 m/s. Wie groß ist seine Winkelgeschwindigkeit?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 20 rad/s..

  1. Rotationssituation bestimmen: Prüfe, ob Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment, Trägheitsmoment, Energie oder Drehimpuls gesucht ist.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: ω = v/r = 8 m/s / 0,4 m = 20 rad/s.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 20 rad/s.. Achte auf Achse, Hebelarm, Richtung und Einheiten.

ω = v/r = 8 m/s / 0,4 m = 20 rad/s.

2. FrageMultiple Choice

Ein Körper ändert seine Winkelgeschwindigkeit von 2 rad/s auf 8 rad/s in 3 s. Wie groß ist die mittlere Winkelbeschleunigung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 2 rad/s²..

  1. Rotationssituation bestimmen: Prüfe, ob Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment, Trägheitsmoment, Energie oder Drehimpuls gesucht ist.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: α = Δω/Δt = (8 − 2) rad/s / 3 s = 2 rad/s².
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 2 rad/s².. Achte auf Achse, Hebelarm, Richtung und Einheiten.

α = Δω/Δt = (8 − 2) rad/s / 3 s = 2 rad/s².

3. FrageMultiple Choice

Ein Körper mit I = 3 kg·m² erfährt eine Winkelbeschleunigung von 4 rad/s². Welches Drehmoment wirkt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 12 N·m..

  1. Rotationssituation bestimmen: Prüfe, ob Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment, Trägheitsmoment, Energie oder Drehimpuls gesucht ist.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: M = Iα = 3 kg·m² · 4 rad/s² = 12 N·m.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 12 N·m.. Achte auf Achse, Hebelarm, Richtung und Einheiten.

M = Iα = 3 kg·m² · 4 rad/s² = 12 N·m.

4. FrageMultiple Choice

Eine Scheibe hat m = 2 kg und r = 0,5 m. Verwende I = ½mr². Wie groß ist ihr Trägheitsmoment?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 0,25 kg·m²..

  1. Rotationssituation bestimmen: Prüfe, ob Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment, Trägheitsmoment, Energie oder Drehimpuls gesucht ist.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: I = ½ · 2 kg · (0,5 m)² = 0,25 kg·m².
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 0,25 kg·m².. Achte auf Achse, Hebelarm, Richtung und Einheiten.

I = ½ · 2 kg · (0,5 m)² = 0,25 kg·m².

5. FrageMultiple Choice

Ein Körper mit I = 5 kg·m² besitzt einen Drehimpuls von 25 kg·m²/s. Wie groß ist ω?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 5 rad/s..

  1. Rotationssituation bestimmen: Prüfe, ob Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment, Trägheitsmoment, Energie oder Drehimpuls gesucht ist.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Aus L = Iω folgt ω = L/I = 25/5 rad/s = 5 rad/s.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 5 rad/s.. Achte auf Achse, Hebelarm, Richtung und Einheiten.

Aus L = Iω folgt ω = L/I = 25/5 rad/s = 5 rad/s.

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Rotation und Drehimpuls FAQ

Was ist der Unterschied zwischen Drehmoment und Drehimpuls?

Das Drehmoment beschreibt die Änderung des Drehimpulses. Für ein äußeres Drehmoment gilt M = ΔL/Δt; der Drehimpuls eines starren Körpers ist L = I·ω.

Was bedeutet Rollen ohne Gleiten?

Die Bahngeschwindigkeit des Schwerpunkts und die Winkelgeschwindigkeit erfüllen v = ωr; die Kontaktstelle ist momentan relativ zur Unterlage in Ruhe.

Wann bleibt der Drehimpuls erhalten?

Wenn auf das betrachtete System kein resultierendes äußeres Drehmoment wirkt.