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 m0 → 500 rpm70 kg

Маховик масою 70 kg з радіусом інерції 0,1 m рівномірно розганяють зі стану спокою до 500 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 1,6 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 70 kgk = 0,1 mn1 = 0 rpmn2 = 500 rpmT = 1,6 N·m
t = s
2.Легка
k = 0,1 m900 → 2400 rpm10 kg

Маховик масою 10 kg з радіусом інерції 0,1 m рівномірно розганяють від 900 rpm до 2400 rpm. Це триває 14 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 10 kgk = 0,1 mn1 = 900 rpmn2 = 2400 rpmt = 14 s
T = N·m
3.Середня
L = 2,5 mm = 17 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 17 kg і довжиною 2,5 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 = 17 kgL = 2,5 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Середня
0 → 1400 rpmI = 28,5 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 28,5 kg·m² зі стану спокою до 1400 rpm за 57 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 28,5 kg·m²n = 1400 rpmt = 57 s
Pavg = kW
5.Складна
диск: 24 kgкільце: 20 kgn1​ = 1150 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 24 kg, радіус 0,25 m) вільно обертається з частотою 1150 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 20 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 24 kgMring = 20 kgR = 0,25 mn1 = 1150 rpm
n2 = rpm
6.Складна
0,85 m0,35 mn1​ = 55 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1 kg на відстані 0,85 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 3 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 55 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,35 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. t = 22,91 s
  2. 2. T = 1,122 N·m
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. Pavg = 5,373 kW
  5. 5. n2 = 431,3 rpm
  6. 6. n2 = 75,34 rpm

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