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
k = 0,15 m100 → 1100 rpm160 kg

Маховик массой 160 kg с радиусом инерции 0,15 m равномерно разгоняется от 100 rpm до 1100 rpm. Приводной момент постоянен и равен 130 N·m, трением можно пренебречь. Сколько времени t это занимает?

m = 160 kgk = 0,15 mn1 = 100 rpmn2 = 1100 rpmT = 130 N·m
t = s
2.Лёгкая
R = 0,5 mn = 1200 rpm60 kg

Маховик — однородный сплошной диск массой 60 kg и радиусом 0,5 m. Он вращается с частотой 1200 rpm. Найдите его кинетическую энергию Ek в kJ.

M = 60 kgR = 0,5 mn = 1200 rpm
Ek = kJ
3.Средняя
ω = ?L = 1,6 mm = 1,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 1,5 kg и длиной 1,6 m закреплён шарниром на одном конце и отпущен без начальной скорости из горизонтального положения. Пренебрегите трением и примите g = 9,81 m/s². Найдите угловую скорость ω стержня при прохождении вертикального положения.

m = 1,5 kgL = 1,6 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Средняя
n = 2400 rpmTb​ = 115 N·mI = 26 kg·m²

Маховик с моментом инерции 26 kg·m² вращается с частотой 2400 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 115 N·m. Сколько оборотов N сделает маховик до остановки?

I = 26 kg·m²n = 2400 rpmTb = 115 N·m
N = rev
5.Сложная
диск: 32 kgкольцо: 19 kgn1​ = 1150 rpm

Однородный сплошной диск (масса 32 kg, радиус 0,45 m) свободно вращается с частотой 1150 rpm на вертикальном валу без трения. На него без начальной скорости опускается тонкое кольцо массой 19 kg того же радиуса, центрированное на валу, и оба тела быстро начинают вращаться вместе. Сколько кинетической энергии ΔE теряется в этом процессе?

Mdisc = 32 kgMring = 19 kgR = 0,45 mn1 = 1150 rpm
ΔE = J
6.Сложная
0,65 m0,15 mn1​ = 35 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 1,5 kg на расстоянии 0,65 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 1,5 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 35 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,15 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,15 mn1 = 35 rpm
n2 = rpm

Ответы

  1. 1. t = 2,9 s
  2. 2. Ek = 59,22 kJ
  3. 3. ω = 4,289 rad/s
  4. 4. N = 1136 rev
  5. 5. ΔE = 12754 J
  6. 6. n2 = 61,79 rpm

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