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
k = 0,45 m800 → 1800 rpm60 kg

Un volano di massa 60 kg con un raggio d’inerzia di 0,45 m viene accelerato uniformemente da 800 rpm a 1800 rpm. La coppia motrice è costante e vale 110 N·m e l’attrito si può trascurare. Quanto tempo t ci vuole?

m = 60 kgk = 0,45 mn1 = 800 rpmn2 = 1800 rpmT = 110 N·m
t = s
2.Facile
Or = 0,25 mL = 1 m1,25 m2,5 kg5,5 kg

Un pendolo è formato da un’asta sottile omogenea (2,5 kg, lunga 1 m) incernierata nell’estremo superiore O, con una sfera piena di massa 5,5 kg e raggio 0,25 m fissata all’estremo inferiore. Il centro della sfera si trova 1,25 m sotto O. Trova il momento d’inerzia di massa IO del pendolo rispetto a O.

mrod = 2,5 kgL = 1 mmsphere = 5,5 kgr = 0,25 md = 1,25 m
IO = kg·m²
3.Media
n = 2300 rpmTb​ = 135 N·mI = 17,5 kg·m²

Un volano con momento d’inerzia di 17,5 kg·m² ruota a 2300 rpm. Un freno applica una coppia d’attrito costante di 135 N·m. Quanti giri N compie il volano prima di fermarsi?

I = 17,5 kg·m²n = 2300 rpmTb = 135 N·m
N = rev
4.Media
0 → 2900 rpmI = 35 kg·m²

Un motore porta un volano con momento d’inerzia di 35 kg·m² da fermo a 2900 rpm in 19 s. Trascurando le perdite, trova la potenza media Pavg che eroga, in kW.

I = 35 kg·m²n = 2900 rpmt = 19 s
Pavg = kW
5.Difficile
disco: 33 kganello: 4 kgn1​ = 1100 rpm

Un disco pieno omogeneo (massa 33 kg, raggio 0,25 m) ruota liberamente a 1100 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 4 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. Quanta energia cinetica ΔE viene persa nel processo?

Mdisc = 33 kgMring = 4 kgR = 0,25 mn1 = 1100 rpm
ΔE = J
6.Difficile
θ = 25°vs = 5 m

Un sfera piena parte da fermo e rotola senza strisciare lungo un piano inclinato di 25° rispetto all’orizzontale. Usa g = 9,81 m/s². Trova la sua velocità v dopo che ha rotolato per 5 m lungo il piano.

θ = 25°s = 5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Soluzioni

  1. 1. t = 11,57 s
  2. 2. IO = 9,565 kg·m²
  3. 3. N = 598,4 rev
  4. 4. Pavg = 84,94 kW
  5. 5. ΔE = 1335 J
  6. 6. v = 5,442 m/s

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