Un volano di massa 90 kg con un raggio d’inerzia di 0,5 m viene accelerato uniformemente da 600 rpm a 1900 rpm. Ciò richiede 11 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.
Scheda di esercizi di Rotazione del corpo rigido con soluzioni
Un volano di massa 140 kg con un raggio d’inerzia di 0,5 m viene accelerato uniformemente da fermo a 600 rpm. Ciò richiede 19 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.
Un volano con momento d’inerzia di 15,5 kg·m² ruota a 300 rpm. Un freno applica una coppia d’attrito costante di 160 N·m. Quanto tempo t impiega a fermarsi?
Un blocco da 1 kg è appeso a una fune leggera avvolta attorno a una puleggia, un disco pieno omogeneo di massa 12,5 kg e raggio 0,45 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 4 m.
Un disco pieno omogeneo (massa 30 kg, raggio 0,35 m) ruota liberamente a 150 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 19 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?
Un’asta sottile omogenea di massa 5 kg e lunghezza 1,1 m è appesa da ferma a un perno privo di attrito nel suo estremo superiore. Un proiettile da 45 g che si muove orizzontalmente a 160 m/s colpisce l’asta a 0,69 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.
Soluzioni
- 1. T = 278,5 N·m
- 2. T = 115,7 N·m
- 3. t = 3,043 s
- 4. v = 3,29 m/s
- 5. ΔE = 126,7 J
- 6. φ = 38,92 °
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