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
L = 0,8 mGOd = 0,3 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 0,3 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 1,5 kgL = 0,8 md = 0,3 m
IO = kg·m²
2.Легка
R = 0,75 mn = 1800 rpm140 kg

Маховик — однорідний суцільний диск масою 140 kg і радіусом 0,75 m. Він обертається з частотою 1800 rpm. Знайдіть його кінетичну енергію Ek у kJ.

M = 140 kgR = 0,75 mn = 1800 rpm
Ek = kJ
3.Середня
0 → 2900 rpmI = 35,5 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 35,5 kg·m² зі стану спокою до 2900 rpm за 59 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 35,5 kg·m²n = 2900 rpmt = 59 s
Pavg = kW
4.Середня
L = 0,9 mm = 12,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 12,5 kg і довжиною 0,9 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 = 12,5 kgL = 0,9 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Складна
диск: 17 kgкільце: 15 kgn1​ = 900 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 17 kg, радіус 0,45 m) вільно обертається з частотою 900 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 15 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Яку кінетичну енергію ΔE втрачено в процесі?

Mdisc = 17 kgMring = 15 kgR = 0,45 mn1 = 900 rpm
ΔE = J
6.Складна
0,6 m0,35 mn1​ = 25 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 5,5 kg на відстані 0,6 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 25 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 5,5 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,35 mn1 = 25 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 0,215 kg·m²
  2. 2. Ek = 699,5 kJ
  3. 3. Pavg = 27,75 kW
  4. 4. α = 16,35 rad/s²
  5. 5. ΔE = 4880 J
  6. 6. n2 = 41,98 rpm

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