Ruch obrotowy bryły sztywnej: karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Ruch obrotowy bryły sztywnej: 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
R = 0,75 mn = 300 rpm200 kg

Koło zamachowe to jednorodna pełna tarcza o masie 200 kg i promieniu 0,75 m. Wiruje z prędkością 300 obr/min. Znajdź jego energię kinetyczną Ek w kJ.

M = 200 kgR = 0,75 mn = 300 rpm
Ek = kJ
2.Łatwy
L = 2,9 mGOd = 1,25 mm = 11,5 kg

Jednorodny cienki pręt o masie 11,5 kg i długości 2,9 m obraca się wokół osi O prostopadłej do pręta, oddalonej o 1,25 m od jego środka G. Znajdź jego masowy moment bezwładności IO względem tej osi.

m = 11,5 kgL = 2,9 md = 1,25 m
IO = kg·m²
3.Średni
ω = ?L = 1,5 mm = 8 kg

Jednorodny cienki pręt o masie 8 kg i długości 1,5 m jest zamocowany przegubowo na jednym końcu i puszczony ze spoczynku w położeniu poziomym. Pomiń tarcie i przyjmij g = 9,81 m/s². Znajdź prędkość kątową ω pręta, gdy przechodzi on przez położenie pionowe.

m = 8 kgL = 1,5 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Średni
n = 3000 rpmTb​ = 145 N·mI = 39,5 kg·m²

Koło zamachowe o momencie bezwładności 39,5 kg·m² wiruje z prędkością 3000 obr/min. Hamulec wywiera stały moment tarcia 145 N·m. Jak długo t trwa zatrzymanie?

I = 39,5 kg·m²n = 3000 rpmTb = 145 N·m
t = s
5.Trudny
tarcza: 24 kgpierścień: 17 kgn1​ = 800 rpm

Jednorodna pełna tarcza (masa 24 kg, promień 0,15 m) wiruje swobodnie z prędkością 800 obr/min na pionowym wale bez tarcia. Cienki pierścień o masie 17 kg i tym samym promieniu spuszczono na nią ze spoczynku, współosiowo z wałem, i obie szybko zaczynają wirować razem. Ile energii kinetycznej ΔE zostaje stracone w tym procesie?

Mdisc = 24 kgMring = 17 kgR = 0,15 mn1 = 800 rpm
ΔE = J
6.Trudny
0,6 m0,15 mn1​ = 55 rpm

Osoba stoi na platformie obrotowej bez tarcia i trzyma w każdej ręce hantlę o masie 6 kg, w odległości 0,6 m od osi. Sama osoba z platformą ma moment bezwładności 5 kg·m² względem osi. Obracają się z prędkością 55 obr/min, po czym osoba przyciąga hantle do odległości 0,15 m od osi. Traktuj hantle jak masy punktowe. Znajdź nową prędkość n2 w obr/min.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 6 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,15 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Ek = 27,76 kJ
  2. 2. IO = 26,03 kg·m²
  3. 3. ω = 4,429 rad/s
  4. 4. t = 85,58 s
  5. 5. ΔE = 555,4 J
  6. 6. n2 = 97,27 rpm

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.