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 = 1 m1,15 m3,5 kg3 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (3,5 kg, длина 1 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 3 kg и радиусом 0,15 m, прикреплённого к его нижнему концу. Диск качается в своей плоскости, а его центр находится на 1,15 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 3,5 kgL = 1 mmdisc = 3 kgr = 0,15 md = 1,15 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,4 m0 → 1000 rpm110 kg

Маховик массой 110 kg с радиусом инерции 0,4 m равномерно разгоняется из состояния покоя до 1000 rpm. Приводной момент постоянен и равен 84 N·m, трением можно пренебречь. Сколько времени t это занимает?

m = 110 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmT = 84 N·m
t = s
3.Средняя
v = ?5 kgL = 2 mm = 4,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 4,5 kg и длиной 2 m закреплён шарниром на одном конце и отпущен без начальной скорости из горизонтального положения. К его свободному концу прикреплён маленький шарик массой 5 kg. Пренебрегите трением и примите g = 9,81 m/s². Найдите скорость v свободного конца при прохождении стержнем вертикального положения.

m = 4,5 kgL = 2 mmball = 5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Средняя
n = 2300 rpmTb​ = 25 N·mI = 25,5 kg·m²

Маховик с моментом инерции 25,5 kg·m² вращается с частотой 2300 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 25 N·m. За какое время t он остановится?

I = 25,5 kg·m²n = 2300 rpmTb = 25 N·m
t = s
5.Сложная
θ = 20°vs = 8 m

полый шар начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 20° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите его скорость v после того, как он прокатился 8 m вдоль склона.

θ = 20°s = 8 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Сложная
360 m/s20 g0,25 mL = 0,5 m1 kg

Однородный тонкий стержень массой 1 kg и длиной 0,5 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 20 g, летящая горизонтально со скоростью 360 m/s, попадает в стержень на 0,25 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 1 kgL = 0,5 mm = 20 gv = 360 m/sd = 0,25 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. IO = 5,168 kg·m²
  2. 2. t = 21,94 s
  3. 3. v = 6,616 m/s
  4. 4. t = 245,7 s
  5. 5. v = 5,675 m/s
  6. 6. ω = 21,28 rad/s

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