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
L = 1,2 mGOd = 0,5 mm = 4 kg

Un’asta sottile omogenea di massa 4 kg e lunghezza 1,2 m ruota attorno a un asse O perpendicolare all’asta, a 0,5 m dal suo baricentro G. Trova il suo momento d’inerzia di massa IO rispetto a quell’asse.

m = 4 kgL = 1,2 md = 0,5 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,6 m0 → 500 rpm200 kg

Un volano di massa 200 kg con un raggio d’inerzia di 0,6 m viene accelerato uniformemente da fermo a 500 rpm. Ciò richiede 25 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.

m = 200 kgk = 0,6 mn1 = 0 rpmn2 = 500 rpmt = 25 s
T = N·m
3.Media
n = 500 rpmTb​ = 80 N·mI = 39 kg·m²

Un volano con momento d’inerzia di 39 kg·m² ruota a 500 rpm. Un freno applica una coppia d’attrito costante di 80 N·m. Quanto tempo t impiega a fermarsi?

I = 39 kg·m²n = 500 rpmTb = 80 N·m
t = s
4.Media
ω = ?3,5 kgL = 1,6 mm = 10 kg

Un’asta sottile omogenea di massa 10 kg e lunghezza 1,6 m è incernierata a un estremo e rilasciata da ferma in posizione orizzontale. Una piccola sfera di massa 3,5 kg è fissata al suo estremo libero. Trascura l’attrito e usa g = 9,81 m/s². Trova la velocità angolare ω dell’asta quando passa per la posizione verticale.

m = 10 kgL = 1,6 mmball = 3,5 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Difficile
0,65 m0,3 mn1​ = 25 rpm

Una persona sta su una piattaforma girevole senza attrito e tiene in ciascuna mano un manubrio da 5,5 kg, a 0,65 m dall’asse. La sola persona con la piattaforma ha un momento d’inerzia di 2 kg·m² rispetto all’asse. Ruotano a 25 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 = 2 kg·m²m = 2 × 5,5 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,3 mn1 = 25 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 40°a

Un cilindro pieno rotola senza strisciare lungo un piano inclinato di 40° rispetto all’orizzontale. Usa g = 9,81 m/s². Trova il minimo coefficiente di attrito statico μs che gli impedisce di strisciare.

θ = 40°I = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Soluzioni

  1. 1. IO = 1,48 kg·m²
  2. 2. T = 150,8 N·m
  3. 3. t = 25,53 s
  4. 4. ω = 3,906 rad/s
  5. 5. n2 = 55,58 rpm
  6. 6. μs = 0,2797

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