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 = 0,25 m0 → 300 rpm180 kg

Un volano di massa 180 kg con un raggio d’inerzia di 0,25 m viene accelerato uniformemente da fermo a 300 rpm. Ciò richiede 27 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.

m = 180 kgk = 0,25 mn1 = 0 rpmn2 = 300 rpmt = 27 s
T = N·m
2.Facile
Or = 0,15 mL = 1,1 m1,25 m2,5 kg5 kg

Un pendolo è formato da un’asta sottile omogenea (2,5 kg, lunga 1,1 m) incernierata nell’estremo superiore O, con una sfera piena di massa 5 kg e raggio 0,15 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 = 1,1 mmsphere = 5 kgr = 0,15 md = 1,25 m
IO = kg·m²
3.Media
v = ?L = 0,7 mm = 4 kg

Un’asta sottile omogenea di massa 4 kg e lunghezza 0,7 m è incernierata a un estremo e rilasciata da ferma in posizione orizzontale. Trascura l’attrito e usa g = 9,81 m/s². Trova la velocità v dell’estremo libero quando l’asta passa per la posizione verticale.

m = 4 kgL = 0,7 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Media
0 → 2600 rpmI = 9,5 kg·m²

Un motore porta un volano con momento d’inerzia di 9,5 kg·m² da fermo a 2600 rpm in 54 s. Trascurando le perdite, trova la potenza media Pavg che eroga, in kW.

I = 9,5 kg·m²n = 2600 rpmt = 54 s
Pavg = kW
5.Difficile
560 m/s30 g0,43 mL = 0,7 m9,5 kgφ

Un’asta sottile omogenea di massa 9,5 kg e lunghezza 0,7 m è appesa da ferma a un perno privo di attrito nel suo estremo superiore. Un proiettile da 30 g che si muove orizzontalmente a 560 m/s colpisce l’asta a 0,43 m sotto il perno e vi rimane conficcato. Usa g = 9,81 m/s². Trova il massimo angolo φ rispetto alla verticale di cui oscilla l’asta.

M = 9,5 kgL = 0,7 mm = 30 gv = 560 m/sd = 0,43 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
0,85 m0,15 mn1​ = 55 rpm

Una persona sta su una piattaforma girevole senza attrito e tiene in ciascuna mano un manubrio da 1 kg, a 0,85 m dall’asse. La sola persona con la piattaforma ha un momento d’inerzia di 2,5 kg·m² rispetto all’asse. Ruotano a 55 rpm, poi la persona avvicina i manubri a 0,15 m dall’asse. Considera i manubri come masse puntiformi. Trova la nuova velocità n2 in rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,15 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm

Soluzioni

  1. 1. T = 13,09 N·m
  2. 2. IO = 8,866 kg·m²
  3. 3. v = 4,539 m/s
  4. 4. Pavg = 6,521 kW
  5. 5. φ = 60,77 °
  6. 6. n2 = 85,26 rpm

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