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
k = 0,55 m900 → 2800 rpm120 kg

Маховик масою 120 kg з радіусом інерції 0,55 m рівномірно розганяють від 900 rpm до 2800 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 1000 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 120 kgk = 0,55 mn1 = 900 rpmn2 = 2800 rpmT = 1000 N·m
t = s
2.Легка
Or = 0,2 mL = 1,3 m1,5 m2,5 kg7,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (2,5 kg, довжина 1,3 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 7,5 kg та радіусом 0,2 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 1,5 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 2,5 kgL = 1,3 mmdisc = 7,5 kgr = 0,2 md = 1,5 m
IO = kg·m²
3.Середня
L = 1 mm = 2,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 2,5 kg і довжиною 1 m закріплено шарнірно за один кінець і утримують горизонтально. Його відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть його кутове прискорення α одразу після відпускання.

m = 2,5 kgL = 1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
ω = ?2 kgL = 1,2 mm = 1,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 1,5 kg і довжиною 1,2 m закріплено шарнірно за один кінець і відпускають зі стану спокою з горизонтального положення. До його вільного кінця прикріплено маленьку кульку масою 2 kg. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутову швидкість ω стрижня, коли він проходить вертикальне положення.

m = 1,5 kgL = 1,2 mmball = 2 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Складна
0,6 m0,15 mn1​ = 40 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 6 kg на відстані 0,6 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 40 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 6 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,15 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Складна
0,75 m0,3 mn1​ = 60 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 3,5 kg на відстані 0,75 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 60 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,3 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 3,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,3 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. t = 7,223 s
  2. 2. IO = 18,43 kg·m²
  3. 3. α = 14,71 rad/s²
  4. 4. ω = 4,241 rad/s
  5. 5. n2 = 70,74 rpm
  6. 6. n2 = 135,5 rpm

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