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
Or = 0,05 mL = 0,5 m0,55 m1,5 kg8,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (1,5 kg, довжина 0,5 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 8,5 kg та радіусом 0,05 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,55 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 1,5 kgL = 0,5 mmsphere = 8,5 kgr = 0,05 md = 0,55 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,3 mn = 1900 rpm200 kg

Маховик масою 200 kg має радіус інерції 0,3 m відносно своєї осі. Він обертається з частотою 1900 rpm. Знайдіть його кінетичну енергію Ek у kJ.

M = 200 kgk = 0,3 mn = 1900 rpm
Ek = kJ
3.Середня
1,5 kgaαM = 15,5 kgR = 0,45 m

Вантаж 1,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 15,5 kg і радіусом 0,45 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутове прискорення α шківа.

m = 1,5 kgM = 15,5 kgR = 0,45 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
L = 1,7 mm = 13 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 13 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 = 13 kgL = 1,7 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Складна
диск: 17 kgкільце: 7 kgn1​ = 1000 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 17 kg, радіус 0,15 m) вільно обертається з частотою 1000 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 7 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 17 kgMring = 7 kgR = 0,15 mn1 = 1000 rpm
n2 = rpm
6.Складна
0,75 m0,15 mn1​ = 55 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1,5 kg на відстані 0,75 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 3,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 55 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,15 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 2,705 kg·m²
  2. 2. Ek = 356,3 kJ
  3. 3. α = 3,535 rad/s²
  4. 4. α = 8,656 rad/s²
  5. 5. n2 = 548,4 rpm
  6. 6. n2 = 79,98 rpm

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