Un pendolo è formato da un’asta sottile omogenea (4 kg, lunga 0,4 m) incernierata nell’estremo superiore O, con una sfera piena di massa 3 kg e raggio 0,1 m fissata all’estremo inferiore. Il centro della sfera si trova 0,5 m sotto O. Trova il momento d’inerzia di massa IO del pendolo rispetto a O.
Scheda di esercizi di Rotazione del corpo rigido con soluzioni
Un volano di massa 70 kg con un raggio d’inerzia di 0,1 m viene accelerato uniformemente da 100 rpm a 300 rpm. Ciò richiede 5 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.
Un blocco da 6 kg è appeso a una fune leggera avvolta attorno a una puleggia, un disco pieno omogeneo di massa 4 kg e raggio 0,2 m che ruota su un asse orizzontale privo di attrito. Il blocco viene rilasciato da fermo. Usa g = 9,81 m/s². Trova la velocità v del blocco dopo che è caduto di 0,5 m.
Un volano con momento d’inerzia di 6 kg·m² ruota a 300 rpm. Un freno applica una coppia d’attrito costante di 100 N·m. Quanto tempo t impiega a fermarsi?
Un disco pieno omogeneo (massa 35 kg, raggio 0,2 m) ruota liberamente a 1100 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 1 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.
Un disco pieno omogeneo (massa 35 kg, raggio 0,45 m) ruota liberamente a 400 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 17 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.
Soluzioni
- 1. IO = 0,9753 kg·m²
- 2. T = 2,932 N·m
- 3. v = 2,712 m/s
- 4. t = 1,885 s
- 5. n2 = 1041 rpm
- 6. n2 = 202,9 rpm
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