Робочий аркуш «Обертання твердого тіла» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Обертання твердого тіла»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
Or = 0,15 mL = 1,2 m1,35 m1,5 kg4 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (1,5 kg, довжина 1,2 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 4 kg та радіусом 0,15 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 1,35 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 1,5 kgL = 1,2 mmdisc = 4 kgr = 0,15 md = 1,35 m
IO = kg·m²
2.Легка
L = 1,5 mGOd = 0,55 mm = 6 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 6 kg і довжиною 1,5 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,55 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 6 kgL = 1,5 md = 0,55 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 900 rpmTb​ = 30 N·mI = 34,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 34,5 kg·m² обертається з частотою 900 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 30 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 34,5 kg·m²n = 900 rpmTb = 30 N·m
t = s
4.Середня
n = 2900 rpmT = 1030 N·m

Двигун віддає момент 1030 N·m за частоти 2900 rpm. Знайдіть його вихідну потужність P у kW.

T = 1030 N·mn = 2900 rpm
P = kW
5.Складна
0,85 m0,35 mn1​ = 55 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 5 kg на відстані 0,85 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 55 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,35 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm
6.Складна
θ = 40°vs = 6,5 m

тонкий обруч починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 40° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть його швидкість v після того, як він прокотиться 6,5 m вздовж схилу.

θ = 40°s = 6,5 mI = m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 8,055 kg·m²
  2. 2. IO = 2,94 kg·m²
  3. 3. t = 108,4 s
  4. 4. P = 312,8 kW
  5. 5. n2 = 143,6 rpm
  6. 6. v = 6,402 m/s

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.