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 = 1,2 m1,25 m3 kg4 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (3 kg, длина 1,2 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 4 kg и радиусом 0,05 m, прикреплённого к его нижнему концу. Центр шара находится на 1,25 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 3 kgL = 1,2 mmsphere = 4 kgr = 0,05 md = 1,25 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
Or = 0,2 mL = 1,5 m1,7 m1,5 kg4,5 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (1,5 kg, длина 1,5 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 4,5 kg и радиусом 0,2 m, прикреплённого к его нижнему концу. Диск качается в своей плоскости, а его центр находится на 1,7 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 1,5 kgL = 1,5 mmdisc = 4,5 kgr = 0,2 md = 1,7 m
IO = kg·m²
3.Средняя
L = 1 mm = 13 kgα

Однородный тонкий стержень массой 13 kg и длиной 1 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 = 13 kgL = 1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Средняя
n = 500 rpmP = 44,5 kW

Вал передаёт 44,5 kW при 500 rpm. Найдите крутящий момент T в валу.

P = 44,5 kWn = 500 rpm
T = N·m
5.Сложная
0,9 m0,3 mn1​ = 45 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 4 kg на расстоянии 0,9 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 3 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 45 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,3 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,3 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 35°vs = 1 m

тонкий обруч начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 35° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите его скорость v после того, как он прокатился 1 m вдоль склона.

θ = 35°s = 1 mI = m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Ответы

  1. 1. IO = 7,694 kg·m²
  2. 2. IO = 14,22 kg·m²
  3. 3. α = 14,71 rad/s²
  4. 4. T = 849,9 N·m
  5. 5. n2 = 114,7 rpm
  6. 6. v = 2,372 m/s

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