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 = 1,8 mGOd = 0,2 mm = 5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 5 kg і довжиною 1,8 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,2 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 5 kgL = 1,8 md = 0,2 m
IO = kg·m²
2.Легка
L = 0,5 mGOd = 0,1 mm = 9 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 9 kg і довжиною 0,5 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,1 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 9 kgL = 0,5 md = 0,1 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 1800 rpmTb​ = 165 N·mI = 21,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 21,5 kg·m² обертається з частотою 1800 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 165 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 21,5 kg·m²n = 1800 rpmTb = 165 N·m
t = s
4.Середня
L = 1,7 mm = 12,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 12,5 kg і довжиною 1,7 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 = 12,5 kgL = 1,7 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Складна
θ = 40°vs = 1 m

порожниста куля 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 1 m вздовж схилу.

θ = 40°s = 1 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Складна
диск: 38 kgкільце: 16 kgn1​ = 800 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 38 kg, радіус 0,2 m) вільно обертається з частотою 800 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 16 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 38 kgMring = 16 kgR = 0,2 mn1 = 800 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 1,55 kg·m²
  2. 2. IO = 0,2775 kg·m²
  3. 3. t = 24,56 s
  4. 4. α = 8,656 rad/s²
  5. 5. v = 2,751 m/s
  6. 6. n2 = 434,3 rpm

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