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
L = 2,6 mGOd = 0,85 mm = 10 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 10 kg і довжиною 2,6 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,85 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 10 kgL = 2,6 md = 0,85 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,55 m0 → 1100 rpm30 kg

Маховик масою 30 kg з радіусом інерції 0,55 m рівномірно розганяють зі стану спокою до 1100 rpm. Це триває 30 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 30 kgk = 0,55 mn1 = 0 rpmn2 = 1100 rpmt = 30 s
T = N·m
3.Середня
L = 1,4 mm = 10,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 10,5 kg і довжиною 1,4 m закріплено шарнірно за один кінець і утримують горизонтально. Його відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть вертикальну силу R, з якою шарнір діє на стрижень одразу після відпускання.

m = 10,5 kgL = 1,4 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Середня
0 → 3000 rpmI = 37 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 37 kg·m² зі стану спокою до 3000 rpm за 38 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 37 kg·m²n = 3000 rpmt = 38 s
Pavg = kW
5.Складна
0,6 m0,3 mn1​ = 20 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1,5 kg на відстані 0,6 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 20 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,3 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,3 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm
6.Складна
диск: 18 kgкільце: 20 kgn1​ = 950 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 18 kg, радіус 0,4 m) вільно обертається з частотою 950 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 20 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 18 kgMring = 20 kgR = 0,4 mn1 = 950 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 12,86 kg·m²
  2. 2. T = 34,85 N·m
  3. 3. R = 25,75 N
  4. 4. Pavg = 48,05 kW
  5. 5. n2 = 25,85 rpm
  6. 6. n2 = 294,8 rpm

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