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
L = 1,2 mGOd = 0,15 mm = 5,5 kg

Jednorodny cienki pręt o masie 5,5 kg i długości 1,2 m obraca się wokół osi O prostopadłej do pręta, oddalonej o 0,15 m od jego środka G. Znajdź jego masowy moment bezwładności IO względem tej osi.

m = 5,5 kgL = 1,2 md = 0,15 m
IO = kg·m²
2.Łatwy
Or = 0,15 mL = 0,8 m0,95 m3,5 kg4,5 kg

Wahadło składa się z jednorodnego cienkiego pręta (3,5 kg, długość 0,8 m) zamocowanego obrotowo w górnym końcu O oraz cienkiej pełnej tarczy o masie 4,5 kg i promieniu 0,15 m przymocowanej do jego dolnego końca. Tarcza waha się w swojej płaszczyźnie, a jej środek leży 0,95 m poniżej O. Znajdź masowy moment bezwładności IO wahadła względem O.

mrod = 3,5 kgL = 0,8 mmdisc = 4,5 kgr = 0,15 md = 0,95 m
IO = kg·m²
3.Średni
n = 2200 rpmT = 660 N·m

Silnik dostarcza moment 660 N·m przy 2200 obr/min. Znajdź jego moc wyjściową P w kW.

T = 660 N·mn = 2200 rpm
P = kW
4.Średni
n = 3000 rpmT = 230 N·m

Silnik dostarcza moment 230 N·m przy 3000 obr/min. Znajdź jego moc wyjściową P w kW.

T = 230 N·mn = 3000 rpm
P = kW
5.Trudny
tarcza: 15 kgpierścień: 20 kgn1​ = 800 rpm

Jednorodna pełna tarcza (masa 15 kg, promień 0,1 m) wiruje swobodnie z prędkością 800 obr/min na pionowym wale bez tarcia. Cienki pierścień o masie 20 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 = 15 kgMring = 20 kgR = 0,1 mn1 = 800 rpm
ΔE = J
6.Trudny
0,8 m0,3 mn1​ = 50 rpm

Osoba stoi na platformie obrotowej bez tarcia i trzyma w każdej ręce hantlę o masie 5,5 kg, w odległości 0,8 m od osi. Sama osoba z platformą ma moment bezwładności 1,5 kg·m² względem osi. Obracają się z prędkością 50 obr/min, po czym osoba przyciąga hantle do odległości 0,3 m od osi. Traktuj hantle jak masy punktowe. Znajdź nową prędkość n2 w obr/min.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 5,5 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,3 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm

Klucz odpowiedzi

  1. 1. IO = 0,7837 kg·m²
  2. 2. IO = 4,859 kg·m²
  3. 3. P = 152,1 kW
  4. 4. P = 72,26 kW
  5. 5. ΔE = 191,4 J
  6. 6. n2 = 171,5 rpm

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