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 = 0,15 mL = 0,9 m1,05 m2,5 kg6 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (2,5 kg, длина 0,9 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 6 kg и радиусом 0,15 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 = 2,5 kgL = 0,9 mmdisc = 6 kgr = 0,15 md = 1,05 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
Or = 0,25 mL = 1,5 m1,75 m4,5 kg9,5 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (4,5 kg, длина 1,5 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 9,5 kg и радиусом 0,25 m, прикреплённого к его нижнему концу. Центр шара находится на 1,75 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 4,5 kgL = 1,5 mmsphere = 9,5 kgr = 0,25 md = 1,75 m
IO = kg·m²
3.Средняя
n = 700 rpmP = 158,5 kW

Вал передаёт 158,5 kW при 700 rpm. Найдите крутящий момент T в валу.

P = 158,5 kWn = 700 rpm
T = N·m
4.Средняя
0 → 1800 rpmI = 9 kg·m²

Двигатель разгоняет маховик с моментом инерции 9 kg·m² из состояния покоя до 1800 rpm за 41 s. Пренебрегая потерями, найдите среднюю мощность Pavg, которую он развивает, в kW.

I = 9 kg·m²n = 1800 rpmt = 41 s
Pavg = kW
5.Сложная
0,6 m0,2 mn1​ = 40 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 1,5 kg на расстоянии 0,6 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 4 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 40 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 × 1,5 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,2 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 25°vs = 9,5 m

сплошной шар начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 25° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите его скорость v после того, как он прокатился 9,5 m вдоль склона.

θ = 25°s = 9,5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Ответы

  1. 1. IO = 7,358 kg·m²
  2. 2. IO = 32,71 kg·m²
  3. 3. T = 2162 N·m
  4. 4. Pavg = 3,9 kW
  5. 5. n2 = 49,32 rpm
  6. 6. v = 7,501 m/s

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