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 = 0,4 mGOd = 0,05 mm = 4,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 4,5 kg і довжиною 0,4 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,05 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 4,5 kgL = 0,4 md = 0,05 m
IO = kg·m²
2.Легка
L = 1,2 mGOd = 0,45 mm = 2,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 2,5 kg і довжиною 1,2 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,45 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 2,5 kgL = 1,2 md = 0,45 m
IO = kg·m²
3.Середня
ω = ?4 kgL = 0,7 mm = 9,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 9,5 kg і довжиною 0,7 m закріплено шарнірно за один кінець і відпускають зі стану спокою з горизонтального положення. До його вільного кінця прикріплено маленьку кульку масою 4 kg. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутову швидкість ω стрижня, коли він проходить вертикальне положення.

m = 9,5 kgL = 0,7 mmball = 4 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Середня
0 → 1000 rpmI = 11 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 11 kg·m² зі стану спокою до 1000 rpm за 55 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 11 kg·m²n = 1000 rpmt = 55 s
Pavg = kW
5.Складна
диск: 18 kgкільце: 16 kgn1​ = 550 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 18 kg, радіус 0,5 m) вільно обертається з частотою 550 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 16 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Яку кінетичну енергію ΔE втрачено в процесі?

Mdisc = 18 kgMring = 16 kgR = 0,5 mn1 = 550 rpm
ΔE = J
6.Складна
4 m/sω

суцільна куля масою 18 kg котиться без проковзування зі швидкістю 4 m/s. Знайдіть його кінетичну енергію обертання Erot.

m = 18 kgv = 4 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 0,07125 kg·m²
  2. 2. IO = 0,8062 kg·m²
  3. 3. ω = 5,85 rad/s
  4. 4. Pavg = 1,097 kW
  5. 5. ΔE = 2388 J
  6. 6. Erot = 57,6 J

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