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 m2 kg6 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (2 kg, длина 1,1 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 6 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 = 2 kgL = 1,1 mmsphere = 6 kgr = 0,2 md = 1,3 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
R = 0,75 mn = 3000 rpm300 kg

Маховик — однородный сплошной диск массой 300 kg и радиусом 0,75 m. Он вращается с частотой 3000 rpm. Найдите его кинетическую энергию Ek в kJ.

M = 300 kgR = 0,75 mn = 3000 rpm
Ek = kJ
3.Средняя
v = ?L = 2,1 mm = 2 kg

Однородный тонкий стержень массой 2 kg и длиной 2,1 m закреплён шарниром на одном конце и отпущен без начальной скорости из горизонтального положения. Пренебрегите трением и примите g = 9,81 m/s². Найдите скорость v свободного конца при прохождении стержнем вертикального положения.

m = 2 kgL = 2,1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Средняя
n = 1800 rpmTb​ = 100 N·mI = 37 kg·m²

Маховик с моментом инерции 37 kg·m² вращается с частотой 1800 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 100 N·m. Сколько оборотов N сделает маховик до остановки?

I = 37 kg·m²n = 1800 rpmTb = 100 N·m
N = rev
5.Сложная
0,8 m0,15 mn1​ = 45 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 1,5 kg на расстоянии 0,8 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 1,5 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 45 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,15 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,15 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 40°a

полый шар катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 40° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите наименьший коэффициент трения покоя μs, при котором нет проскальзывания.

θ = 40°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Ответы

  1. 1. IO = 11,04 kg·m²
  2. 2. Ek = 4164 kJ
  3. 3. v = 7,861 m/s
  4. 4. N = 1046 rev
  5. 5. n2 = 98,18 rpm
  6. 6. μs = 0,3356

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