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 = 0,6 m0 → 500 rpm160 kg

Un volano di massa 160 kg con un raggio d’inerzia di 0,6 m viene accelerato uniformemente da fermo a 500 rpm. Ciò richiede 16 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.

m = 160 kgk = 0,6 mn1 = 0 rpmn2 = 500 rpmt = 16 s
T = N·m
2.Facile
L = 1,9 mGOd = 0,65 mm = 8 kg

Un’asta sottile omogenea di massa 8 kg e lunghezza 1,9 m ruota attorno a un asse O perpendicolare all’asta, a 0,65 m dal suo baricentro G. Trova il suo momento d’inerzia di massa IO rispetto a quell’asse.

m = 8 kgL = 1,9 md = 0,65 m
IO = kg·m²
3.Media
n = 2500 rpmTb​ = 90 N·mI = 32 kg·m²

Un volano con momento d’inerzia di 32 kg·m² ruota a 2500 rpm. Un freno applica una coppia d’attrito costante di 90 N·m. Quanto tempo t impiega a fermarsi?

I = 32 kg·m²n = 2500 rpmTb = 90 N·m
t = s
4.Media
0 → 1600 rpmI = 17,5 kg·m²

Un motore porta un volano con momento d’inerzia di 17,5 kg·m² da fermo a 1600 rpm in 55 s. Trascurando le perdite, trova la potenza media Pavg che eroga, in kW.

I = 17,5 kg·m²n = 1600 rpmt = 55 s
Pavg = kW
5.Difficile
disco: 2 kganello: 14 kgn1​ = 300 rpm

Un disco pieno omogeneo (massa 2 kg, raggio 0,5 m) ruota liberamente a 300 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 14 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.

Mdisc = 2 kgMring = 14 kgR = 0,5 mn1 = 300 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
0,75 m0,3 mn1​ = 40 rpm

Una persona sta su una piattaforma girevole senza attrito e tiene in ciascuna mano un manubrio da 3,5 kg, a 0,75 m dall’asse. La sola persona con la piattaforma ha un momento d’inerzia di 4 kg·m² rispetto all’asse. Ruotano a 40 rpm, poi la persona avvicina i manubri a 0,3 m dall’asse. Considera i manubri come masse puntiformi. Trova la nuova velocità n2 in rpm.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 3,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,3 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm

Soluzioni

  1. 1. T = 188,5 N·m
  2. 2. IO = 5,787 kg·m²
  3. 3. t = 93,08 s
  4. 4. Pavg = 4,466 kW
  5. 5. n2 = 20 rpm
  6. 6. n2 = 68,57 rpm

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