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 = 0,2 m400 → 900 rpm200 kg

Маховик масою 200 kg з радіусом інерції 0,2 m рівномірно розганяють від 400 rpm до 900 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 15 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 200 kgk = 0,2 mn1 = 400 rpmn2 = 900 rpmT = 15 N·m
t = s
2.Легка
k = 0,6 m100 → 1400 rpm50 kg

Маховик масою 50 kg з радіусом інерції 0,6 m рівномірно розганяють від 100 rpm до 1400 rpm. Це триває 19 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 50 kgk = 0,6 mn1 = 100 rpmn2 = 1400 rpmt = 19 s
T = N·m
3.Середня
n = 2900 rpmTb​ = 130 N·mI = 32,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 32,5 kg·m² обертається з частотою 2900 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 130 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 32,5 kg·m²n = 2900 rpmTb = 130 N·m
t = s
4.Середня
L = 0,6 mm = 10,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 10,5 kg і довжиною 0,6 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 = 10,5 kgL = 0,6 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Складна
θ = 35°vs = 7 m

порожниста куля починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 35° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Його радіус — 0,2 m. Знайдіть його кутову швидкість ω після того, як він прокотиться 7 m вздовж схилу.

θ = 35°s = 7 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,2 m
ω = rad/s
6.Складна
0,9 m0,25 mn1​ = 20 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 4 kg на відстані 0,9 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 20 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,25 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,25 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. t = 27,93 s
  2. 2. T = 129 N·m
  3. 3. t = 75,92 s
  4. 4. α = 24,53 rad/s²
  5. 5. ω = 34,37 rad/s
  6. 6. n2 = 41,75 rpm

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