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
L = 2,3 mGOd = 0,6 mm = 5,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 5,5 kg и длиной 2,3 m вращается вокруг оси O, перпендикулярной стержню и находящейся на расстоянии 0,6 m от его центра G. Найдите его момент инерции IO относительно этой оси.

m = 5,5 kgL = 2,3 md = 0,6 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,45 m0 → 1300 rpm70 kg

Маховик массой 70 kg с радиусом инерции 0,45 m равномерно разгоняется из состояния покоя до 1300 rpm. Это занимает 19 s. Пренебрегая трением, найдите необходимый постоянный момент T.

m = 70 kgk = 0,45 mn1 = 0 rpmn2 = 1300 rpmt = 19 s
T = N·m
3.Средняя
L = 0,6 mm = 12,5 kgα

Однородный тонкий стержень массой 12,5 kg и длиной 0,6 m закреплён шарниром на одном конце и удерживается горизонтально. Его отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите вертикальную силу R, с которой шарнир действует на стержень сразу после освобождения.

m = 12,5 kgL = 0,6 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Средняя
9 kgaαM = 13 kgR = 0,3 m

Груз массой 9 kg висит на лёгкой нити, намотанной на блок — однородный сплошной диск массой 13 kg и радиусом 0,3 m, вращающийся на гладкой горизонтальной оси. Груз отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите угловое ускорение α блока.

m = 9 kgM = 13 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Сложная
диск: 40 kgкольцо: 10 kgn1​ = 200 rpm

Однородный сплошной диск (масса 40 kg, радиус 0,25 m) свободно вращается с частотой 200 rpm на вертикальном валу без трения. На него без начальной скорости опускается тонкое кольцо массой 10 kg того же радиуса, центрированное на валу, и оба тела быстро начинают вращаться вместе. Найдите их общую частоту вращения n2 в rpm.

Mdisc = 40 kgMring = 10 kgR = 0,25 mn1 = 200 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
340 m/s45 g1,1 mL = 1,5 m8 kg

Однородный тонкий стержень массой 8 kg и длиной 1,5 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 45 g, летящая горизонтально со скоростью 340 m/s, попадает в стержень на 1,1 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 8 kgL = 1,5 mm = 45 gv = 340 m/sd = 1,1 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. IO = 4,405 kg·m²
  2. 2. T = 101,6 N·m
  3. 3. R = 30,66 N
  4. 4. α = 18,99 rad/s²
  5. 5. n2 = 133,3 rpm
  6. 6. ω = 2,78 rad/s

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