ROTATIONSPROBLEME (ohne Kraft, ohne Beschleunigung)

Nicht vergessen: km/h in m/s umrechnen!

Beachten:     1 Radiant/Sekunde [rad/s] = 360/2π = 57,2958  Grad/Sekunde [°/s]

 

 

  1. Der Erdradius beträgt etwa 6370 km. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich ein Punkt auf der Erdoberfläche des Äquators bei der Erddrehung? Beachten Sie: Die Erde dreht sich in einem Tag einmal um sich selbst. (Antwort: 463,24m/s = 1667,66 km/h)
  2. Die Erde bewegt sich auf einer annähernd kreisförmigen Bahn um die Sonne. Der Radius dieser Kreisbahn beträgt etwa 150 MillionenKilometer. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich die Erde auf dieser Bahn? (Antwort: 107 515 km/h)
  3. Eine Festplatte macht 5400 Umdrehungen pro Minute. Der äußere Rand hat einen Abstand von 5 cm von der Mitte. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit eines Punktes in diesem Abstand? (Antwort: 28,28m/s = 101,8 km/h)
  4. Wie viel Umdrehungen pro Minute macht ein Rad eines Fahrrades bei einer Geschwindigkeit von 25 km/h? (Bei dem Fahrrad beträgt der Durchmesser eines Rades 711 mm.)  (Antwort: 187 Umdrehungen in einer Minute)
  1. Die Spitze des Minutenzeigers einer Turmuhr hat die Geschwindigkeit 1,5 mm/s. Wie lang ist der Zeiger? (Antwort: 86 cm)
  2. Eine Kugel wird an einer 80 cm langen Schnur in einem horizontalen Kreis herumgeschleudert. Sie führt zwei volle Umdrehungen in einer Sekunde aus. Welche Bahngeschwindigkeit besitzt die Kugel?
    (Antwort: 10m/s)
  3. Wie viel Umdrehungen pro Minute macht ein Fahrradreifen mit dem Durchmesser 60 cm bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h? (Antwort: 177U/Min)
  4. Eine Ultrazentrifuge erreicht 23 940 Umdrehungen pro Minute bei einem Radius von 10 cm. Welchen Weg legt ein Teilchen in einer Millisekunde zurück? (Antwort: 0,251 m)
  5. Ein Schallplattenspieler besitzt die konstante Drehfrequenz f = 33,0 Umdrehungen pro Minute. Welche Strecke legt ein vom Mittelpunkt 15,0 cm entfernter Randpunkt in 30,0 min zurück? (Antwort: 933,05 m)
  6. Eine CD (r = 5cm) dreht mit einer Winkelgeschwindigkeit von 10,5 s-1. Wie lange braucht eine Umdrehung? (Antwort: 0,598 s)
  7. Eine Waschschleuder hat eine Winkelgeschwindigkeit von 85 s-1. Der Radius der Trommel ist 20 cm. Mit welcher Geschwindigkeit rotiert die Wäsche? (Antwort: 425m/ s)
  8. Ein Rad dreht mit sich um 120° in 0,4 Sekunde. Wie groß ist seine Winkelgeschwindigkeit? (Antwort: 300 s-1)
  9. Ein Körper führt auf einem Kreis mit dem Radius r = 24 cm eine gleichförmige Bewegung aus.         Der Radius überstreicht in 0,40 s einen Winkel von 30°. Wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit? Wie groß ist die Bahn­geschwindigkeit?  Welchen Winkel überstreicht der Radius in 6,00 s?                   (Antwort: 300 s-1, 72m/s, 450°)
  10. Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung beträgt die Drehzahl bzw. Drehfrequenz f = 2,50 s-1. Die Bahngeschwindigkeit beträgt v = 3,00 m/s. Wie groß ist der Radius? Wie groß sind die Umlaufdauer und die Winkel­geschwindigkeit? (Antwort: 0,19 m; 0,4 s; 15,8 s-1)
  11. Eine Festplatte macht 5400 Umdrehungen pro Minute. Der äußere Rand hat einen Abstand von 5 cm von der Mitte. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit eines Punktes in diesem Abstand? (Antwort: 28,27 m/s)
  12. Im Sonderangebot sind zwei Wäscheschleudern zum gleichen Preis. Die eine hat den Radius r = 30 cm und dreht sich mit 1000 Umdrehungen pro Minute. Die andere hat zwar nur 20 cm Radius, schafft dafür aber 1500 Umdrehungen pro Minute. Welche Schleuder würdest du kaufen? (Antwort: 31,4 m/s; 31,4 m/s gleich)
  13. Ein Wagenrad legt eine Strecke von 3200 m in 5 min gleichförmig zurück. Dabei macht es 1950 Umdrehungen. Wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit und Radius des Rades? (Antwort: 40,84 s-1; 10,66 m/s ; 26 cm)
  14. Mit welcher Winkelgeschwindigkeit rotiert ein Autorad des Durchmessers 70 cm, wenn das Auto dabei eine Geschwindigkeit von 108 km/h hat? (Antwort: 85,71 s-1)
  15. Mit welcher Bahngeschwindigkeit bewegen sich die Stundenzeiger (90cm lang) und Minutenzeiger (60 cm lang) einer Turmuhr? (Antwort: 0,00157 ms-1 ; 0,0628 ms-1)
  16. Eine Waschschleuder hat eine Winkelgeschwindigkeit von 85 s-1. Der Radius der Trommel ist 20 cm. Mit welcher Geschwindigkeit rotiert die Wäsche? Ermitteln Sie die Frequenz! (Antwort: 17 ms-1 ; 13,53 s-1)
  17. Ein Rad dreht mit sich um 57,3° in ein Fünftel der Sekunde. Wie groß ist seine Winkelgeschwindigkeit? Wie groß ist ihre Winkelbeschleunigung bei einem Radius von 2cm? (Antwort: 5 s-1 ; ά=ω2r = 0,5 ms-2)
  18. Ein Schallplattenspieler besitzt die konstante Drehfrequenz u = 45 Umdrehungen pro Minute. Welche Strecke legt ein vom Mittelpunkt 15 cm entfernter Randpunkt in 30 min zurück? (Antwort: 1272,35 m )
  19. Ein Rad dreht sich um 171,89° in 0,5 s. Wie groß ist seine Winkelgeschwindigkeit? (Antwort: 6 s-1)
  20. Wie viele Umdrehungen je Sekunde macht ein Autoreifen mit 63,4 cm Durchmesser bei einer Fahrgeschwindigkeit von 72 km/h? (Antwort: 10 U)
  21. Die Mondbahn kann nahezu als kreisförmig mit Radius r = 384 420 km betrachtet werden. Die Umlaufdauer des Mondes um die Erde betragt T = 27 Tage. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit des Mondes in km/h und in km/s? (Antwort: 1035,4 m/s = 3727,44 km/h = 1,035 km/s)
  22. Eine Zentrifuge rotiert mit der Umdrehungsfrequenz f = 100 Hz. Welche Winkelgeschwindigkeit erfährt ein Teilchen bei dieser Bewegung im Abstand r =10 cm von der Drehachse? Wie groß ist seine Bahngeschwindigkeit?  Wie groß ist seine Umlaufdauer T? (Antwort: 628,32 s-1 ; 62,83 m/s; 0,01s w=2Pif, v=wr; T=1/f)
  23. Ein Körper bewegt sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius r = 20 m. Er hat die Bahngeschwindigkeit v = 50 m/s. Welche Winkelgeschwindigkeit hat der Körper? Wie groß ist seine Umlaufdauer? (Antwort: 2,5 s-1 ; 2,51s)
  24. Eine Ultrazentrifuge erreicht 23 940 Umdrehungen pro Minute bei einem Radius von 10 cm. Welchen Weg legt ein Teilchen in einer Sekunde zurück? (Antwort: 250,7 m)
  25. Ein Kickboard hat Räder mit 42 mm Radius und fährt mit 10,8 km/h. Berechnen Sie die Drehfrequenz, Umlaufzeit und Winkelgeschwindigkeit der Räder. (Antwort: 11,37Hz; 0,088s; 71,43 s-1)
  26. Die Trommel einer Wäscheschleuder mit 30cm Durchmesser dreht sich 40 mal je Sekunde. Mit welcher Geschwindigkeit läuft die Trommelwand um? (Antwort: 75,4 m/s )
  27. Ein Körper bewegt sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius r = 20cm. Er hat die konstante Bahngeschwindigkeit von 60m/s. Welche Winkelgeschwindigkeit hat der Körper? Welchen Weg legt der Körper in 2 Minuten zurück? (Antwort: 300 s-1; 7200m )