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
Or = 0,15 mL = 1,3 m1,45 m5 kg5 kg

Un pendolo è formato da un’asta sottile omogenea (5 kg, lunga 1,3 m) incernierata nell’estremo superiore O, con una sfera piena di massa 5 kg e raggio 0,15 m fissata all’estremo inferiore. Il centro della sfera si trova 1,45 m sotto O. Trova il momento d’inerzia di massa IO del pendolo rispetto a O.

mrod = 5 kgL = 1,3 mmsphere = 5 kgr = 0,15 md = 1,45 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,1 m800 → 2800 rpm90 kg

Un volano di massa 90 kg con un raggio d’inerzia di 0,1 m viene accelerato uniformemente da 800 rpm a 2800 rpm. Ciò richiede 10 s. Trascurando l’attrito, trova la coppia costante T necessaria.

m = 90 kgk = 0,1 mn1 = 800 rpmn2 = 2800 rpmt = 10 s
T = N·m
3.Media
ω = ?L = 1,7 mm = 7 kg

Un’asta sottile omogenea di massa 7 kg e lunghezza 1,7 m è incernierata a un estremo e rilasciata da ferma in posizione orizzontale. Trascura l’attrito e usa g = 9,81 m/s². Trova la velocità angolare ω dell’asta quando passa per la posizione verticale.

m = 7 kgL = 1,7 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Media
8 kgaαM = 13 kgR = 0,4 m

Un blocco da 8 kg è appeso a una fune leggera avvolta attorno a una puleggia, un disco pieno omogeneo di massa 13 kg e raggio 0,4 m che ruota su un asse orizzontale privo di attrito. Il blocco viene rilasciato da fermo. Usa g = 9,81 m/s². Trova l’accelerazione angolare α della puleggia.

m = 8 kgM = 13 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Difficile
disco: 40 kganello: 20 kgn1​ = 150 rpm

Un disco pieno omogeneo (massa 40 kg, raggio 0,35 m) ruota liberamente a 150 rpm attorno a un albero verticale privo di attrito. Un anello sottile di massa 20 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 = 40 kgMring = 20 kgR = 0,35 mn1 = 150 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 20°vs = 1 m

Un sfera cava parte da fermo e rotola senza strisciare lungo un piano inclinato di 20° rispetto all’orizzontale. Usa g = 9,81 m/s². Il suo raggio è 0,05 m. Trova la sua velocità angolare ω dopo che ha rotolato per 1 m lungo il piano.

θ = 20°s = 1 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,05 m
ω = rad/s

Soluzioni

  1. 1. IO = 13,37 kg·m²
  2. 2. T = 18,85 N·m
  3. 3. ω = 4,161 rad/s
  4. 4. α = 13,53 rad/s²
  5. 5. n2 = 75 rpm
  6. 6. ω = 40,13 rad/s

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