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 = 0,2 mL = 1,3 m1,5 m0,5 kg7 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (0,5 kg, довжина 1,3 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 7 kg та радіусом 0,2 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 1,5 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 0,5 kgL = 1,3 mmdisc = 7 kgr = 0,2 md = 1,5 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,05 mL = 0,5 m0,55 m5 kg7 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (5 kg, довжина 0,5 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 7 kg та радіусом 0,05 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,55 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 5 kgL = 0,5 mmsphere = 7 kgr = 0,05 md = 0,55 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 500 rpmTb​ = 180 N·mI = 34 kg·m²

Маховик із моментом інерції 34 kg·m² обертається з частотою 500 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 180 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 34 kg·m²n = 500 rpmTb = 180 N·m
t = s
4.Середня
n = 2600 rpmTb​ = 20 N·mI = 38,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 38,5 kg·m² обертається з частотою 2600 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 20 N·m. Скільки обертів N зробить маховик до зупинки?

I = 38,5 kg·m²n = 2600 rpmTb = 20 N·m
N = rev
5.Складна
θ = 15°vs = 4,5 m

суцільний циліндр починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 15° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть його швидкість v після того, як він прокотиться 4,5 m вздовж схилу.

θ = 15°s = 4,5 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Складна
θ = 30°vs = 10 m

суцільний циліндр починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 30° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Його радіус — 0,4 m. Знайдіть його кутову швидкість ω після того, як він прокотиться 10 m вздовж схилу.

θ = 30°s = 10 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,4 m
ω = rad/s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 16,17 kg·m²
  2. 2. IO = 2,541 kg·m²
  3. 3. t = 9,89 s
  4. 4. N = 11356 rev
  5. 5. v = 3,903 m/s
  6. 6. ω = 20,22 rad/s

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