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 = 0,6 m0 → 1600 rpm30 kg

Маховик массой 30 kg с радиусом инерции 0,6 m равномерно разгоняется из состояния покоя до 1600 rpm. Приводной момент постоянен и равен 230 N·m, трением можно пренебречь. Сколько времени t это занимает?

m = 30 kgk = 0,6 mn1 = 0 rpmn2 = 1600 rpmT = 230 N·m
t = s
2.Лёгкая
Or = 0,1 mL = 0,8 m0,9 m2,5 kg7 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (2,5 kg, длина 0,8 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 7 kg и радиусом 0,1 m, прикреплённого к его нижнему концу. Центр шара находится на 0,9 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 2,5 kgL = 0,8 mmsphere = 7 kgr = 0,1 md = 0,9 m
IO = kg·m²
3.Средняя
11 kgaαM = 18,5 kgR = 0,1 m

Груз массой 11 kg висит на лёгкой нити, намотанной на блок — однородный сплошной диск массой 18,5 kg и радиусом 0,1 m, вращающийся на гладкой горизонтальной оси. Груз отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите силу натяжения T нити.

m = 11 kgM = 18,5 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Средняя
n = 1900 rpmTb​ = 140 N·mI = 11 kg·m²

Маховик с моментом инерции 11 kg·m² вращается с частотой 1900 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 140 N·m. Сколько оборотов N сделает маховик до остановки?

I = 11 kg·m²n = 1900 rpmTb = 140 N·m
N = rev
5.Сложная
0,65 m0,2 mn1​ = 50 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 3,5 kg на расстоянии 0,65 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 3,5 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 50 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 × 3,5 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,2 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 30°a

тонкий обруч катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 30° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение a его центра.

θ = 30°I = m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²

Ответы

  1. 1. t = 7,868 s
  2. 2. IO = 6,231 kg·m²
  3. 3. T = 49,29 N
  4. 4. N = 247,5 rev
  5. 5. n2 = 85,42 rpm
  6. 6. a = 2,452 m/s²

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