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 = 0,05 mL = 1 m1,05 m0,5 kg3 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (0,5 kg, длина 1 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 3 kg и радиусом 0,05 m, прикреплённого к его нижнему концу. Диск качается в своей плоскости, а его центр находится на 1,05 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 0,5 kgL = 1 mmdisc = 3 kgr = 0,05 md = 1,05 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,1 m400 → 1200 rpm20 kg

Маховик массой 20 kg с радиусом инерции 0,1 m равномерно разгоняется от 400 rpm до 1200 rpm. Приводной момент постоянен и равен 0,8 N·m, трением можно пренебречь. Сколько времени t это занимает?

m = 20 kgk = 0,1 mn1 = 400 rpmn2 = 1200 rpmT = 0,8 N·m
t = s
3.Средняя
L = 1,3 mm = 19 kgα

Однородный тонкий стержень массой 19 kg и длиной 1,3 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 = 19 kgL = 1,3 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Средняя
0 → 800 rpmI = 1,5 kg·m²

Двигатель разгоняет маховик с моментом инерции 1,5 kg·m² из состояния покоя до 800 rpm за 38 s. Пренебрегая потерями, найдите среднюю мощность Pavg, которую он развивает, в kW.

I = 1,5 kg·m²n = 800 rpmt = 38 s
Pavg = kW
5.Сложная
580 m/s5 g1,66 mL = 1,9 m7 kg

Однородный тонкий стержень массой 7 kg и длиной 1,9 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 5 g, летящая горизонтально со скоростью 580 m/s, попадает в стержень на 1,66 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 7 kgL = 1,9 mm = 5 gv = 580 m/sd = 1,66 m
ω = rad/s
6.Сложная
диск: 3 kgкольцо: 20 kgn1​ = 850 rpm

Однородный сплошной диск (масса 3 kg, радиус 0,2 m) свободно вращается с частотой 850 rpm на вертикальном валу без трения. На него без начальной скорости опускается тонкое кольцо массой 20 kg того же радиуса, центрированное на валу, и оба тела быстро начинают вращаться вместе. Найдите их общую частоту вращения n2 в rpm.

Mdisc = 3 kgMring = 20 kgR = 0,2 mn1 = 850 rpm
n2 = rpm

Ответы

  1. 1. IO = 3,478 kg·m²
  2. 2. t = 20,94 s
  3. 3. R = 46,6 N
  4. 4. Pavg = 0,1385 kW
  5. 5. ω = 0,5706 rad/s
  6. 6. n2 = 59,3 rpm

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