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 = 0,1 mL = 1 m1,1 m4,5 kg1,5 kg

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

mrod = 4,5 kgL = 1 mmdisc = 1,5 kgr = 0,1 md = 1,1 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,3 mn = 1000 rpm260 kg

Маховик масою 260 kg має радіус інерції 0,3 m відносно своєї осі. Він обертається з частотою 1000 rpm. Знайдіть його кінетичну енергію Ek у kJ.

M = 260 kgk = 0,3 mn = 1000 rpm
Ek = kJ
3.Середня
n = 2700 rpmTb​ = 170 N·mI = 36 kg·m²

Маховик із моментом інерції 36 kg·m² обертається з частотою 2700 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 170 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 36 kg·m²n = 2700 rpmTb = 170 N·m
t = s
4.Середня
n = 2200 rpmTb​ = 90 N·mI = 16 kg·m²

Маховик із моментом інерції 16 kg·m² обертається з частотою 2200 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 90 N·m. Скільки обертів N зробить маховик до зупинки?

I = 16 kg·m²n = 2200 rpmTb = 90 N·m
N = rev
5.Складна
100 m/s5 g1,04 mL = 1,6 m4,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 4,5 kg і довжиною 1,6 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 5 g, що летить горизонтально зі швидкістю 100 m/s, влучає в стрижень на 1,04 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Знайдіть кутову швидкість ω стрижня одразу після удару.

M = 4,5 kgL = 1,6 mm = 5 gv = 100 m/sd = 1,04 m
ω = rad/s
6.Складна
0,6 m0,35 mn1​ = 30 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1 kg на відстані 0,6 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 4 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 30 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,35 mn1 = 30 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 3,323 kg·m²
  2. 2. Ek = 128,3 kJ
  3. 3. t = 59,88 s
  4. 4. N = 750,9 rev
  5. 5. ω = 0,1352 rad/s
  6. 6. n2 = 33,36 rpm

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