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 = 2,1 mGOd = 0,4 mm = 11,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 11,5 kg і довжиною 2,1 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,4 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 11,5 kgL = 2,1 md = 0,4 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,15 mL = 1,2 m1,35 m0,5 kg2 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (0,5 kg, довжина 1,2 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 2 kg та радіусом 0,15 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 1,35 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 0,5 kgL = 1,2 mmsphere = 2 kgr = 0,15 md = 1,35 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 300 rpmT = 810 N·m

Двигун віддає момент 810 N·m за частоти 300 rpm. Знайдіть його вихідну потужність P у kW.

T = 810 N·mn = 300 rpm
P = kW
4.Середня
9,5 kgaαM = 6,5 kgR = 0,3 m

Вантаж 9,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 6,5 kg і радіусом 0,3 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть прискорення a вантажу.

m = 9,5 kgM = 6,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Складна
θ = 10°vs = 1 m

суцільна куля починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 10° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть його швидкість v після того, як він прокотиться 1 m вздовж схилу.

θ = 10°s = 1 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Складна
0,8 m0,15 mn1​ = 55 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 5 kg на відстані 0,8 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 55 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0,8 mr2 = 0,15 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 6,066 kg·m²
  2. 2. IO = 3,903 kg·m²
  3. 3. P = 25,45 kW
  4. 4. a = 7,309 m/s²
  5. 5. v = 1,56 m/s
  6. 6. n2 = 120 rpm

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