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 = 0,5 m0,7 m5 kg3,5 kg

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

mrod = 5 kgL = 0,5 mmdisc = 3,5 kgr = 0,2 md = 0,7 m
IO = kg·m²
2.Легка
R = 0,35 mn = 1500 rpm300 kg

Маховик — однорідний суцільний диск масою 300 kg і радіусом 0,35 m. Він обертається з частотою 1500 rpm. Знайдіть його кінетичну енергію Ek у kJ.

M = 300 kgR = 0,35 mn = 1500 rpm
Ek = kJ
3.Середня
L = 0,8 mm = 12 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 12 kg і довжиною 0,8 m закріплено шарнірно за один кінець і утримують горизонтально. Його відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть його кутове прискорення α одразу після відпускання.

m = 12 kgL = 0,8 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
0 → 1700 rpmI = 17 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 17 kg·m² зі стану спокою до 1700 rpm за 12 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 17 kg·m²n = 1700 rpmt = 12 s
Pavg = kW
5.Складна
0,75 m0,25 mn1​ = 35 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 4,5 kg на відстані 0,75 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 4 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 35 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,25 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 4,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,25 mn1 = 35 rpm
n2 = rpm
6.Складна
6 m/sω

суцільний циліндр масою 19 kg котиться без проковзування зі швидкістю 6 m/s. Знайдіть його повну кінетичну енергію Ek.

m = 19 kgv = 6 m/sI = ½·m·r²
Ek = J

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 2,202 kg·m²
  2. 2. Ek = 226,7 kJ
  3. 3. α = 18,39 rad/s²
  4. 4. Pavg = 22,45 kW
  5. 5. n2 = 69,52 rpm
  6. 6. Ek = 513 J

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