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 = 1,3 mGOd = 0,25 mm = 7,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 7,5 kg і довжиною 1,3 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,25 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 7,5 kgL = 1,3 md = 0,25 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,3 m100 → 900 rpm50 kg

Маховик масою 50 kg з радіусом інерції 0,3 m рівномірно розганяють від 100 rpm до 900 rpm. Це триває 27 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 50 kgk = 0,3 mn1 = 100 rpmn2 = 900 rpmt = 27 s
T = N·m
3.Середня
v = ?L = 2,4 mm = 9,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 9,5 kg і довжиною 2,4 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 = 9,5 kgL = 2,4 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Середня
14 kgaαM = 10 kgR = 0,25 m

Вантаж 14 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 10 kg і радіусом 0,25 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть швидкість v вантажу після того, як він упаде на 3 m.

m = 14 kgM = 10 kgR = 0,25 mg = 9,81 m/s²h = 3 m
v = m/s
5.Складна
0,8 m0,15 mn1​ = 40 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 4 kg на відстані 0,8 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 40 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,15 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Складна
θ = 20°a

порожниста куля котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 20° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть прискорення a його центра.

θ = 20°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 1,525 kg·m²
  2. 2. T = 13,96 N·m
  3. 3. v = 8,404 m/s
  4. 4. v = 6,586 m/s
  5. 5. n2 = 130,6 rpm
  6. 6. a = 2,013 m/s²

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