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 = 1 mGOd = 0,35 mm = 1 kg

Однородный тонкий стержень массой 1 kg и длиной 1 m вращается вокруг оси O, перпендикулярной стержню и находящейся на расстоянии 0,35 m от его центра G. Найдите его момент инерции IO относительно этой оси.

m = 1 kgL = 1 md = 0,35 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,1 m600 → 1200 rpm40 kg

Маховик массой 40 kg с радиусом инерции 0,1 m равномерно разгоняется от 600 rpm до 1200 rpm. Приводной момент постоянен и равен 13 N·m, трением можно пренебречь. Сколько времени t это занимает?

m = 40 kgk = 0,1 mn1 = 600 rpmn2 = 1200 rpmT = 13 N·m
t = s
3.Средняя
L = 2 mm = 4 kgα

Однородный тонкий стержень массой 4 kg и длиной 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 = 4 kgL = 2 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Средняя
n = 1000 rpmTb​ = 140 N·mI = 19 kg·m²

Маховик с моментом инерции 19 kg·m² вращается с частотой 1000 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 140 N·m. За какое время t он остановится?

I = 19 kg·m²n = 1000 rpmTb = 140 N·m
t = s
5.Сложная
диск: 37 kgкольцо: 6 kgn1​ = 100 rpm

Однородный сплошной диск (масса 37 kg, радиус 0,2 m) свободно вращается с частотой 100 rpm на вертикальном валу без трения. На него без начальной скорости опускается тонкое кольцо массой 6 kg того же радиуса, центрированное на валу, и оба тела быстро начинают вращаться вместе. Сколько кинетической энергии ΔE теряется в этом процессе?

Mdisc = 37 kgMring = 6 kgR = 0,2 mn1 = 100 rpm
ΔE = J
6.Сложная
260 m/s10 g0,98 mL = 1,7 m1,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 1,5 kg и длиной 1,7 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 10 g, летящая горизонтально со скоростью 260 m/s, попадает в стержень на 0,98 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 1,5 kgL = 1,7 mm = 10 gv = 260 m/sd = 0,98 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. IO = 0,2058 kg·m²
  2. 2. t = 1,933 s
  3. 3. α = 7,357 rad/s²
  4. 4. t = 14,21 s
  5. 5. ΔE = 9,937 J
  6. 6. ω = 1,752 rad/s

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