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 kg5 kg

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

mrod = 3,5 kgL = 1 mmsphere = 5 kgr = 0,15 md = 1,15 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
Or = 0,05 mL = 1,3 m1,35 m2 kg7 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (2 kg, длина 1,3 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и тонкого сплошного диска массой 7 kg и радиусом 0,05 m, прикреплённого к его нижнему концу. Диск качается в своей плоскости, а его центр находится на 1,35 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 2 kgL = 1,3 mmdisc = 7 kgr = 0,05 md = 1,35 m
IO = kg·m²
3.Средняя
11,5 kgaαM = 8 kgR = 0,45 m

Груз массой 11,5 kg висит на лёгкой нити, намотанной на блок — однородный сплошной диск массой 8 kg и радиусом 0,45 m, вращающийся на гладкой горизонтальной оси. Груз отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите силу натяжения T нити.

m = 11,5 kgM = 8 kgR = 0,45 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Средняя
n = 2000 rpmTb​ = 55 N·mI = 35 kg·m²

Маховик с моментом инерции 35 kg·m² вращается с частотой 2000 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 55 N·m. Сколько оборотов N сделает маховик до остановки?

I = 35 kg·m²n = 2000 rpmTb = 55 N·m
N = rev
5.Сложная
440 m/s15 g0,4 mL = 0,5 m6 kg

Однородный тонкий стержень массой 6 kg и длиной 0,5 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 15 g, летящая горизонтально со скоростью 440 m/s, попадает в стержень на 0,4 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 6 kgL = 0,5 mm = 15 gv = 440 m/sd = 0,4 m
ω = rad/s
6.Сложная
θ = 40°vs = 1,5 m

сплошной цилиндр начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 40° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите его скорость v после того, как он прокатился 1,5 m вдоль склона.

θ = 40°s = 1,5 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Ответы

  1. 1. IO = 7,824 kg·m²
  2. 2. IO = 13,89 kg·m²
  3. 3. T = 29,11 N
  4. 4. N = 2221 rev
  5. 5. ω = 5,255 rad/s
  6. 6. v = 3,551 m/s

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