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 = 0,8 m0,9 m1 kg9,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (1 kg, довжина 0,8 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 9,5 kg та радіусом 0,1 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,9 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 1 kgL = 0,8 mmsphere = 9,5 kgr = 0,1 md = 0,9 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,25 mL = 0,7 m0,95 m3,5 kg3,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (3,5 kg, довжина 0,7 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 3,5 kg та радіусом 0,25 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 0,95 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 3,5 kgL = 0,7 mmdisc = 3,5 kgr = 0,25 md = 0,95 m
IO = kg·m²
3.Середня
L = 2,8 mm = 11 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 11 kg і довжиною 2,8 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 = 11 kgL = 2,8 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
ω = ?L = 2,2 mm = 7 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 7 kg і довжиною 2,2 m закріплено шарнірно за один кінець і відпускають зі стану спокою з горизонтального положення. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутову швидкість ω стрижня, коли він проходить вертикальне положення.

m = 7 kgL = 2,2 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Складна
0,75 m0,2 mn1​ = 45 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 3,5 kg на відстані 0,75 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 3,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 45 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,2 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 3,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,2 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.Складна
400 m/s40 g1,22 mL = 1,3 m4,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 4,5 kg і довжиною 1,3 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 40 g, що летить горизонтально зі швидкістю 400 m/s, влучає в стрижень на 1,22 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Знайдіть кутову швидкість ω стрижня одразу після удару.

M = 4,5 kgL = 1,3 mm = 40 gv = 400 m/sd = 1,22 m
ω = rad/s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 7,946 kg·m²
  2. 2. IO = 3,84 kg·m²
  3. 3. α = 5,255 rad/s²
  4. 4. ω = 3,657 rad/s
  5. 5. n2 = 88,54 rpm
  6. 6. ω = 7,524 rad/s

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