Вращение твёрдого тела: лист заданий с ответами

Бесплатный лист заданий для печати по теме «Вращение твёрдого тела»: 6 задач от простых до экзаменационного уровня, с ответами. Распечатайте его или сохраните как PDF.

Для преподавателей: можно бесплатно печатать, копировать и использовать на занятиях. Каждый новый лист содержит новые значения и собственные ответы. Будем благодарны за ссылку на ExamProblems на странице вашего курса.

Имя: ____________________   Дата: ____________

1.Лёгкая
Or = 0,2 mL = 1,1 m1,3 m4 kg2 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (4 kg, длина 1,1 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 2 kg и радиусом 0,2 m, прикреплённого к его нижнему концу. Центр шара находится на 1,3 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 4 kgL = 1,1 mmsphere = 2 kgr = 0,2 md = 1,3 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
Or = 0,1 mL = 0,7 m0,8 m4 kg4,5 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (4 kg, длина 0,7 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 4,5 kg и радиусом 0,1 m, прикреплённого к его нижнему концу. Диск качается в своей плоскости, а его центр находится на 0,8 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 4 kgL = 0,7 mmdisc = 4,5 kgr = 0,1 md = 0,8 m
IO = kg·m²
3.Средняя
12 kgaαM = 19,5 kgR = 0,3 m

Груз массой 12 kg висит на лёгкой нити, намотанной на блок — однородный сплошной диск массой 19,5 kg и радиусом 0,3 m, вращающийся на гладкой горизонтальной оси. Груз отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите силу натяжения T нити.

m = 12 kgM = 19,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Средняя
ω = ?2,5 kgL = 1,5 mm = 7 kg

Однородный тонкий стержень массой 7 kg и длиной 1,5 m закреплён шарниром на одном конце и отпущен без начальной скорости из горизонтального положения. К его свободному концу прикреплён маленький шарик массой 2,5 kg. Пренебрегите трением и примите g = 9,81 m/s². Найдите угловую скорость ω стержня при прохождении вертикального положения.

m = 7 kgL = 1,5 mmball = 2,5 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Сложная
0,75 m0,25 mn1​ = 40 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 3,5 kg на расстоянии 0,75 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 3,5 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 40 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,25 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 3,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,25 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 15°vs = 6 m

сплошной шар начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 15° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Его радиус равен 0,2 m. Найдите его угловую скорость ω после того, как он прокатился 6 m вдоль склона.

θ = 15°s = 6 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,2 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. IO = 5,025 kg·m²
  2. 2. IO = 3,556 kg·m²
  3. 3. T = 52,77 N
  4. 4. ω = 4,03 rad/s
  5. 5. n2 = 75,56 rpm
  6. 6. ω = 23,33 rad/s

Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.