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
Or = 0,1 mL = 1,5 m1,6 m3,5 kg6,5 kg

Un pendolo è formato da un’asta sottile omogenea (3,5 kg, lunga 1,5 m) incernierata nell’estremo superiore O, con un disco pieno sottile di massa 6,5 kg e raggio 0,1 m fissato all’estremo inferiore. Il disco oscilla nel proprio piano e il suo centro si trova 1,6 m sotto O. Trova il momento d’inerzia di massa IO del pendolo rispetto a O.

mrod = 3,5 kgL = 1,5 mmdisc = 6,5 kgr = 0,1 md = 1,6 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,1 m0 → 1100 rpm130 kg

Un volano di massa 130 kg con un raggio d’inerzia di 0,1 m viene accelerato uniformemente da fermo a 1100 rpm. La coppia motrice è costante e vale 6,5 N·m e l’attrito si può trascurare. Quanto tempo t ci vuole?

m = 130 kgk = 0,1 mn1 = 0 rpmn2 = 1100 rpmT = 6,5 N·m
t = s
3.Media
0 → 400 rpmI = 17,5 kg·m²

Un motore porta un volano con momento d’inerzia di 17,5 kg·m² da fermo a 400 rpm in 19 s. Trascurando le perdite, trova la potenza media Pavg che eroga, in kW.

I = 17,5 kg·m²n = 400 rpmt = 19 s
Pavg = kW
4.Media
L = 2,4 mm = 13 kgα

Un’asta sottile omogenea di massa 13 kg e lunghezza 2,4 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 = 13 kgL = 2,4 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Difficile
θ = 15°a

Un sfera piena rotola senza strisciare lungo un piano inclinato di 15° rispetto all’orizzontale. Usa g = 9,81 m/s². Trova l’accelerazione a del suo centro.

θ = 15°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Difficile
0,75 m0,35 mn1​ = 60 rpm

Una persona sta su una piattaforma girevole senza attrito e tiene in ciascuna mano un manubrio da 4,5 kg, a 0,75 m dall’asse. La sola persona con la piattaforma ha un momento d’inerzia di 4,5 kg·m² rispetto all’asse. Ruotano a 60 rpm, poi la persona avvicina i manubri a 0,35 m dall’asse. Considera i manubri come masse puntiformi. Trova la nuova velocità n2 in rpm.

I0 = 4,5 kg·m²m = 2 × 4,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,35 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm

Soluzioni

  1. 1. IO = 19,3 kg·m²
  2. 2. t = 23,04 s
  3. 3. Pavg = 0,808 kW
  4. 4. R = 31,88 N
  5. 5. a = 1,814 m/s²
  6. 6. n2 = 102,4 rpm

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