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 = 0,25 mL = 1,1 m1,35 m3,5 kg6,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (3,5 kg, довжина 1,1 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 6,5 kg та радіусом 0,25 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 1,35 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 3,5 kgL = 1,1 mmsphere = 6,5 kgr = 0,25 md = 1,35 m
IO = kg·m²
2.Легка
L = 3 mGOd = 1,4 mm = 7 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 7 kg і довжиною 3 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 1,4 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 7 kgL = 3 md = 1,4 m
IO = kg·m²
3.Середня
4,5 kgaαM = 14 kgR = 0,4 m

Вантаж 4,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 14 kg і радіусом 0,4 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть прискорення a вантажу.

m = 4,5 kgM = 14 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Середня
v = ?L = 0,8 mm = 6 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 6 kg і довжиною 0,8 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 = 6 kgL = 0,8 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Складна
0,8 m0,25 mn1​ = 55 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1 kg на відстані 0,8 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 55 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,25 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,25 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm
6.Складна
460 m/s10 g0,34 mL = 0,6 m8,5 kgφ

Однорідний тонкий стрижень масою 8,5 kg і довжиною 0,6 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 10 g, що летить горизонтально зі швидкістю 460 m/s, влучає в стрижень на 0,34 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть найбільший кут φ відхилення стрижня від вертикалі.

M = 8,5 kgL = 0,6 mm = 10 gv = 460 m/sd = 0,34 mg = 9,81 m/s²
φ = °

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 13,42 kg·m²
  2. 2. IO = 18,97 kg·m²
  3. 3. a = 3,839 m/s²
  4. 4. v = 4,852 m/s
  5. 5. n2 = 84,89 rpm
  6. 6. φ = 17,79 °

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