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 = 0,7 m0,75 m0,5 kg2 kg

Маятник состоит из однородного тонкого стержня (0,5 kg, длина 0,7 m), закреплённого шарниром в верхнем конце O, и сплошного шара массой 2 kg и радиусом 0,05 m, прикреплённого к его нижнему концу. Центр шара находится на 0,75 m ниже O. Найдите момент инерции IO маятника относительно O.

mrod = 0,5 kgL = 0,7 mmsphere = 2 kgr = 0,05 md = 0,75 m
IO = kg·m²
2.Лёгкая
L = 2,4 mGOd = 0,3 mm = 9 kg

Однородный тонкий стержень массой 9 kg и длиной 2,4 m вращается вокруг оси O, перпендикулярной стержню и находящейся на расстоянии 0,3 m от его центра G. Найдите его момент инерции IO относительно этой оси.

m = 9 kgL = 2,4 md = 0,3 m
IO = kg·m²
3.Средняя
n = 500 rpmT = 360 N·m

Двигатель развивает крутящий момент 360 N·m при 500 rpm. Найдите его выходную мощность P в kW.

T = 360 N·mn = 500 rpm
P = kW
4.Средняя
n = 400 rpmTb​ = 45 N·mI = 4,5 kg·m²

Маховик с моментом инерции 4,5 kg·m² вращается с частотой 400 rpm. Тормоз создаёт постоянный момент трения 45 N·m. За какое время t он остановится?

I = 4,5 kg·m²n = 400 rpmTb = 45 N·m
t = s
5.Сложная
0,65 m0,25 mn1​ = 60 rpm

Человек стоит на поворотном круге без трения и держит в каждой руке гантель массой 4 kg на расстоянии 0,65 m от оси. Человек вместе с кругом имеют момент инерции 3 kg·m² относительно оси. Они вращаются с частотой 60 rpm, затем человек приближает гантели к оси до расстояния 0,25 m. Считайте гантели точечными массами. Найдите новую частоту вращения n2 в rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,25 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.Сложная
160 m/s25 g1,24 mL = 1,6 m8,5 kg

Однородный тонкий стержень массой 8,5 kg и длиной 1,6 m неподвижно висит на шарнире без трения в своём верхнем конце. Пуля массой 25 g, летящая горизонтально со скоростью 160 m/s, попадает в стержень на 1,24 m ниже шарнира и застревает в нём. Найдите угловую скорость ω стержня сразу после удара.

M = 8,5 kgL = 1,6 mm = 25 gv = 160 m/sd = 1,24 m
ω = rad/s

Ответы

  1. 1. IO = 1,209 kg·m²
  2. 2. IO = 5,13 kg·m²
  3. 3. P = 18,85 kW
  4. 4. t = 4,189 s
  5. 5. n2 = 109,4 rpm
  6. 6. ω = 0,6802 rad/s

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