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 = 1,5 mGOd = 0,15 mm = 11,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 11,5 kg і довжиною 1,5 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,15 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 11,5 kgL = 1,5 md = 0,15 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,15 mL = 0,4 m0,55 m1,5 kg9 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (1,5 kg, довжина 0,4 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 9 kg та радіусом 0,15 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 0,55 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 1,5 kgL = 0,4 mmdisc = 9 kgr = 0,15 md = 0,55 m
IO = kg·m²
3.Середня
0 → 3000 rpmI = 30 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 30 kg·m² зі стану спокою до 3000 rpm за 53 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 30 kg·m²n = 3000 rpmt = 53 s
Pavg = kW
4.Середня
0 → 2300 rpmI = 14 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 14 kg·m² зі стану спокою до 2300 rpm за 41 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 14 kg·m²n = 2300 rpmt = 41 s
Pavg = kW
5.Складна
θ = 20°a

суцільний циліндр 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 = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Складна
θ = 20°vs = 2 m

тонкий обруч починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 20° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Його радіус — 0,1 m. Знайдіть його кутову швидкість ω після того, як він прокотиться 2 m вздовж схилу.

θ = 20°s = 2 mI = m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,1 m
ω = rad/s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 2,415 kg·m²
  2. 2. IO = 2,904 kg·m²
  3. 3. Pavg = 27,93 kW
  4. 4. Pavg = 9,904 kW
  5. 5. a = 2,237 m/s²
  6. 6. ω = 25,9 rad/s

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