Un’asta sottile omogenea di massa 5,5 kg e lunghezza 0,8 m ruota attorno a un asse O perpendicolare all’asta, a 0,1 m dal suo baricentro G. Trova il suo momento d’inerzia di massa IO rispetto a quell’asse.
Scheda di esercizi di Rotazione del corpo rigido con soluzioni
Un pendolo è formato da un’asta sottile omogenea (4,5 kg, lunga 1,4 m) incernierata nell’estremo superiore O, con un disco pieno sottile di massa 9,5 kg e raggio 0,25 m fissato all’estremo inferiore. Il disco oscilla nel proprio piano e il suo centro si trova 1,65 m sotto O. Trova il momento d’inerzia di massa IO del pendolo rispetto a O.
Un’asta sottile omogenea di massa 10 kg e lunghezza 1,8 m è incernierata a un estremo e rilasciata da ferma in posizione orizzontale. Una piccola sfera di massa 1,5 kg è fissata al suo estremo libero. 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.
Un volano con momento d’inerzia di 21,5 kg·m² ruota a 800 rpm. Un freno applica una coppia d’attrito costante di 15 N·m. Quanti giri N compie il volano prima di fermarsi?
Una persona sta su una piattaforma girevole senza attrito e tiene in ciascuna mano un manubrio da 1 kg, a 0,65 m dall’asse. La sola persona con la piattaforma ha un momento d’inerzia di 4 kg·m² rispetto all’asse. Ruotano a 45 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.
Un disco pieno omogeneo (massa 9 kg, raggio 0,25 m) ruota liberamente a 1050 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 16 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 = 0,3483 kg·m²
- 2. IO = 29,1 kg·m²
- 3. v = 6,892 m/s
- 4. N = 800,5 rev
- 5. n2 = 51,36 rpm
- 6. n2 = 230,5 rpm
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