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
k = 0,1 m900 → 1400 rpm90 kg

Маховик масою 90 kg з радіусом інерції 0,1 m рівномірно розганяють від 900 rpm до 1400 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 1,6 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 90 kgk = 0,1 mn1 = 900 rpmn2 = 1400 rpmT = 1,6 N·m
t = s
2.Легка
L = 0,8 mGOd = 0,35 mm = 1,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 1,5 kg і довжиною 0,8 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,35 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 1,5 kgL = 0,8 md = 0,35 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 2000 rpmTb​ = 25 N·mI = 34,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 34,5 kg·m² обертається з частотою 2000 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 25 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 34,5 kg·m²n = 2000 rpmTb = 25 N·m
t = s
4.Середня
L = 1,5 mm = 16,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 16,5 kg і довжиною 1,5 m закріплено шарнірно за один кінець і утримують горизонтально. Його відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть прискорення atip вільного кінця одразу після відпускання.

m = 16,5 kgL = 1,5 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Складна
0,9 m0,15 mn1​ = 50 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 2 kg на відстані 0,9 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 1,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 50 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 2 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,15 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm
6.Складна
диск: 34 kgкільце: 9 kgn1​ = 1050 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 34 kg, радіус 0,4 m) вільно обертається з частотою 1050 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 9 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 34 kgMring = 9 kgR = 0,4 mn1 = 1050 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. t = 29,45 s
  2. 2. IO = 0,2637 kg·m²
  3. 3. t = 289 s
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. n2 = 149,1 rpm
  6. 6. n2 = 686,5 rpm

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