Scheda di esercizi di Rotazione del corpo rigido con soluzioni

Scheda di esercizi di Rotazione del corpo rigido gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

Per i docenti: gratuita da stampare, copiare e usare in classe. Ogni nuova scheda ha nuovi valori e le sue soluzioni. Un link a ExamProblems nella pagina del corso è molto apprezzato.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
L = 2,6 mGOd = 0,85 mm = 10 kg

Un’asta sottile omogenea di massa 10 kg e lunghezza 2,6 m ruota attorno a un asse O perpendicolare all’asta, a 0,85 m dal suo baricentro G. Trova il suo momento d’inerzia di massa IO rispetto a quell’asse.

m = 10 kgL = 2,6 md = 0,85 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,55 m0 → 1100 rpm30 kg

Un volano di massa 30 kg con un raggio d’inerzia di 0,55 m viene accelerato uniformemente da fermo a 1100 rpm. Ciò richiede 30 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.

m = 30 kgk = 0,55 mn1 = 0 rpmn2 = 1100 rpmt = 30 s
T = N·m
3.Media
L = 1,4 mm = 10,5 kgα

Un’asta sottile omogenea di massa 10,5 kg e lunghezza 1,4 m è incernierata a un estremo e tenuta orizzontale. Viene rilasciata da ferma. Usa g = 9,81 m/s². Trova la forza verticale R che la cerniera esercita sull’asta subito dopo il rilascio.

m = 10,5 kgL = 1,4 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Media
0 → 3000 rpmI = 37 kg·m²

Un motore porta un volano con momento d’inerzia di 37 kg·m² da fermo a 3000 rpm in 38 s. Trascurando le perdite, trova la potenza media Pavg che eroga, in kW.

I = 37 kg·m²n = 3000 rpmt = 38 s
Pavg = kW
5.Difficile
0,6 m0,3 mn1​ = 20 rpm

Una persona sta su una piattaforma girevole senza attrito e tiene in ciascuna mano un manubrio da 1,5 kg, a 0,6 m dall’asse. La sola persona con la piattaforma ha un momento d’inerzia di 2,5 kg·m² rispetto all’asse. Ruotano a 20 rpm, poi la persona avvicina i manubri a 0,3 m dall’asse. Considera i manubri come masse puntiformi. Trova la nuova velocità n2 in rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,3 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
disco: 18 kganello: 20 kgn1​ = 950 rpm

Un disco pieno omogeneo (massa 18 kg, raggio 0,4 m) ruota liberamente a 950 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 20 kg e dello stesso raggio viene lasciato cadere da fermo su di esso, centrato sull’albero, e i due si mettono rapidamente a ruotare insieme. Trova la loro velocità comune n2 in rpm.

Mdisc = 18 kgMring = 20 kgR = 0,4 mn1 = 950 rpm
n2 = rpm

Soluzioni

  1. 1. IO = 12,86 kg·m²
  2. 2. T = 34,85 N·m
  3. 3. R = 25,75 N
  4. 4. Pavg = 48,05 kW
  5. 5. n2 = 25,85 rpm
  6. 6. n2 = 294,8 rpm

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