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 = 0,05 mL = 1,2 m1,25 m3,5 kg7,5 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (3,5 kg, длина 1,2 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 7,5 kg и радиусом 0,05 m, прикреплённого к его нижнему концу. Диск качается в своей плоскости, а его центр находится на 1,25 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 3,5 kgL = 1,2 mmdisc = 7,5 kgr = 0,05 md = 1,25 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,4 m0 → 1600 rpm180 kg

Маховик массой 180 kg с радиусом инерции 0,4 m равномерно разгоняется из состояния покоя до 1600 rpm. Это занимает 3 s. Пренебрегая трением, найдите необходимый постоянный момент T.

m = 180 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 1600 rpmt = 3 s
T = N·m
3.Средняя
1 kgaαM = 9 kgR = 0,35 m

Груз массой 1 kg висит на лёгкой нити, намотанной на блок — однородный сплошной диск массой 9 kg и радиусом 0,35 m, вращающийся на гладкой горизонтальной оси. Груз отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите силу натяжения T нити.

m = 1 kgM = 9 kgR = 0,35 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Средняя
L = 1,2 mm = 17,5 kgα

Однородный тонкий стержень массой 17,5 kg и длиной 1,2 m закреплён шарниром на одном конце и удерживается горизонтально. Его отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите его угловое ускорение α сразу после освобождения.

m = 17,5 kgL = 1,2 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Сложная
0,75 m0,2 mn1​ = 25 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 4 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 25 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,2 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,2 mn1 = 25 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 40°vs = 1,5 m

сплошной шар начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 40° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите его скорость v после того, как он прокатился 1,5 m вдоль склона.

θ = 40°s = 1,5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Ответы

  1. 1. IO = 13,41 kg·m²
  2. 2. T = 1608 N·m
  3. 3. T = 8,026 N
  4. 4. α = 12,26 rad/s²
  5. 5. n2 = 52,36 rpm
  6. 6. v = 3,676 m/s

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