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 = 0,1 m500 → 1300 rpm150 kg

Маховик масою 150 kg з радіусом інерції 0,1 m рівномірно розганяють від 500 rpm до 1300 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 7,4 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 150 kgk = 0,1 mn1 = 500 rpmn2 = 1300 rpmT = 7,4 N·m
t = s
2.Легка
Or = 0,15 mL = 0,6 m0,75 m3 kg5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (3 kg, довжина 0,6 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 5 kg та радіусом 0,15 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,75 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 3 kgL = 0,6 mmsphere = 5 kgr = 0,15 md = 0,75 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 1700 rpmP = 114,5 kW

Вал передає 114,5 kW за частоти 1700 rpm. Знайдіть крутний момент T у валу.

P = 114,5 kWn = 1700 rpm
T = N·m
4.Середня
v = ?L = 0,9 mm = 1 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 1 kg і довжиною 0,9 m закріплено шарнірно за один кінець і відпускають зі стану спокою з горизонтального положення. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть швидкість v вільного кінця, коли стрижень проходить вертикальне положення.

m = 1 kgL = 0,9 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Складна
θ = 40°a

порожниста куля котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 40° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть прискорення a його центра.

θ = 40°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Складна
0,85 m0,35 mn1​ = 40 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 4,5 kg на відстані 0,85 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 4 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 40 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 4,5 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,35 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. t = 16,98 s
  2. 2. IO = 3,217 kg·m²
  3. 3. T = 643,2 N·m
  4. 4. v = 5,147 m/s
  5. 5. a = 3,783 m/s²
  6. 6. n2 = 82,33 rpm

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