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
k = 0,4 m0 → 1800 rpm30 kg

Маховик массой 30 kg с радиусом инерции 0,4 m равномерно разгоняется из состояния покоя до 1800 rpm. Приводной момент постоянен и равен 36 N·m, трением можно пренебречь. Сколько времени t это занимает?

m = 30 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 1800 rpmT = 36 N·m
t = s
2.Лёгкая
L = 2 mGOd = 0,7 mm = 3,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 3,5 kg и длиной 2 m вращается вокруг оси O, перпендикулярной стержню и находящейся на расстоянии 0,7 m от его центра G. Найдите его момент инерции IO относительно этой оси.

m = 3,5 kgL = 2 md = 0,7 m
IO = kg·m²
3.Средняя
L = 1,5 mm = 11,5 kgα

Однородный тонкий стержень массой 11,5 kg и длиной 1,5 m закреплён шарниром на одном конце и удерживается горизонтально. Его отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение atip свободного конца сразу после освобождения.

m = 11,5 kgL = 1,5 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Средняя
ω = ?L = 1,1 mm = 2,5 kg

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

m = 2,5 kgL = 1,1 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Сложная
0,8 m0,2 mn1​ = 20 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 5 kg на расстоянии 0,8 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 4 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 20 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,2 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,2 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 15°vs = 9,5 m

тонкий обруч 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 0,4 m. Найдите его угловую скорость ω после того, как он прокатился 9,5 m вдоль склона.

θ = 15°s = 9,5 mI = m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,4 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. t = 25,13 s
  2. 2. IO = 2,882 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. ω = 5,172 rad/s
  5. 5. n2 = 47,27 rpm
  6. 6. ω = 12,28 rad/s

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