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 = 0,2 mL = 0,9 m1,1 m5 kg3 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (5 kg, длина 0,9 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 3 kg и радиусом 0,2 m, прикреплённого к его нижнему концу. Центр шара находится на 1,1 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 5 kgL = 0,9 mmsphere = 3 kgr = 0,2 md = 1,1 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,55 m500 → 1300 rpm170 kg

Маховик массой 170 kg с радиусом инерции 0,55 m равномерно разгоняется от 500 rpm до 1300 rpm. Это занимает 14 s. Пренебрегая трением, найдите необходимый постоянный момент T.

m = 170 kgk = 0,55 mn1 = 500 rpmn2 = 1300 rpmt = 14 s
T = N·m
3.Средняя
0 → 2500 rpmI = 5 kg·m²

Двигатель разгоняет маховик с моментом инерции 5 kg·m² из состояния покоя до 2500 rpm за 8 s. Пренебрегая потерями, найдите среднюю мощность Pavg, которую он развивает, в kW.

I = 5 kg·m²n = 2500 rpmt = 8 s
Pavg = kW
4.Средняя
n = 500 rpmTb​ = 100 N·mI = 23 kg·m²

Маховик с моментом инерции 23 kg·m² вращается с частотой 500 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 100 N·m. Сколько оборотов N сделает маховик до остановки?

I = 23 kg·m²n = 500 rpmTb = 100 N·m
N = rev
5.Сложная
0,8 m0,25 mn1​ = 45 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 3 kg на расстоянии 0,8 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 4,5 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 45 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,25 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 4,5 kg·m²m = 2 × 3 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,25 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
θ = 20°vs = 1 m

сплошной шар начинает движение из состояния покоя и катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 20° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Его радиус равен 0,3 m. Найдите его угловую скорость ω после того, как он прокатился 1 m вдоль склона.

θ = 20°s = 1 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,3 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. IO = 5,028 kg·m²
  2. 2. T = 307,7 N·m
  3. 3. Pavg = 21,42 kW
  4. 4. N = 50,18 rev
  5. 5. n2 = 76,98 rpm
  6. 6. ω = 7,298 rad/s

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