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 = 1,3 mGOd = 0,3 mm = 8 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 8 kg і довжиною 1,3 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 = 8 kgL = 1,3 md = 0,3 m
IO = kg·m²
2.Легка
R = 0,35 mn = 2600 rpm20 kg

Маховик — однорідний суцільний диск масою 20 kg і радіусом 0,35 m. Він обертається з частотою 2600 rpm. Знайдіть його кінетичну енергію Ek у kJ.

M = 20 kgR = 0,35 mn = 2600 rpm
Ek = kJ
3.Середня
6,5 kgaαM = 11 kgR = 0,1 m

Вантаж 6,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 11 kg і радіусом 0,1 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутове прискорення α шківа.

m = 6,5 kgM = 11 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
n = 1000 rpmT = 510 N·m

Двигун віддає момент 510 N·m за частоти 1000 rpm. Знайдіть його вихідну потужність P у kW.

T = 510 N·mn = 1000 rpm
P = kW
5.Складна
диск: 39 kgкільце: 11 kgn1​ = 1100 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 39 kg, радіус 0,1 m) вільно обертається з частотою 1100 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 11 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 39 kgMring = 11 kgR = 0,1 mn1 = 1100 rpm
n2 = rpm
6.Складна
380 m/s25 g0,69 mL = 1,1 m3,5 kgφ

Однорідний тонкий стрижень масою 3,5 kg і довжиною 1,1 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 25 g, що летить горизонтально зі швидкістю 380 m/s, влучає в стрижень на 0,69 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть найбільший кут φ відхилення стрижня від вертикалі.

M = 3,5 kgL = 1,1 mm = 25 gv = 380 m/sd = 0,69 mg = 9,81 m/s²
φ = °

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 1,847 kg·m²
  2. 2. Ek = 45,41 kJ
  3. 3. α = 53,14 rad/s²
  4. 4. P = 53,41 kW
  5. 5. n2 = 703,3 rpm
  6. 6. φ = 78 °

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