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
L = 0,9 mGOd = 0,25 mm = 12 kg

Однородный тонкий стержень массой 12 kg и длиной 0,9 m вращается вокруг оси O, перпендикулярной стержню и находящейся на расстоянии 0,25 m от его центра G. Найдите его момент инерции IO относительно этой оси.

m = 12 kgL = 0,9 md = 0,25 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
k = 0,1 m800 → 2600 rpm140 kg

Маховик массой 140 kg с радиусом инерции 0,1 m равномерно разгоняется от 800 rpm до 2600 rpm. Это занимает 15 s. Пренебрегая трением, найдите необходимый постоянный момент T.

m = 140 kgk = 0,1 mn1 = 800 rpmn2 = 2600 rpmt = 15 s
T = N·m
3.Средняя
L = 1,1 mm = 18,5 kgα

Однородный тонкий стержень массой 18,5 kg и длиной 1,1 m закреплён шарниром на одном конце и удерживается горизонтально. Его отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение atip свободного конца сразу после освобождения.

m = 18,5 kgL = 1,1 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Средняя
n = 2500 rpmTb​ = 120 N·mI = 13,5 kg·m²

Маховик с моментом инерции 13,5 kg·m² вращается с частотой 2500 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 120 N·m. За какое время t он остановится?

I = 13,5 kg·m²n = 2500 rpmTb = 120 N·m
t = s
5.Сложная
560 m/s20 g1,1 mL = 1,5 m7,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 7,5 kg и длиной 1,5 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 20 g, летящая горизонтально со скоростью 560 m/s, попадает в стержень на 1,1 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 7,5 kgL = 1,5 mm = 20 gv = 560 m/sd = 1,1 m
ω = rad/s
6.Сложная
0,65 m0,3 mn1​ = 25 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 6 kg на расстоянии 0,65 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 4,5 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 25 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,3 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 4,5 kg·m²m = 2 × 6 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,3 mn1 = 25 rpm
n2 = rpm

Ответы

  1. 1. IO = 1,56 kg·m²
  2. 2. T = 17,59 N·m
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. t = 29,45 s
  5. 5. ω = 2,181 rad/s
  6. 6. n2 = 42,88 rpm

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