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 = 0,25 mL = 1 m1,25 m2,5 kg1,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (2,5 kg, довжина 1 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 1,5 kg та радіусом 0,25 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 1,25 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 2,5 kgL = 1 mmdisc = 1,5 kgr = 0,25 md = 1,25 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,1 mL = 1,1 m1,2 m5 kg7,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (5 kg, довжина 1,1 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 7,5 kg та радіусом 0,1 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 1,2 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 5 kgL = 1,1 mmsphere = 7,5 kgr = 0,1 md = 1,2 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 1900 rpmTb​ = 20 N·mI = 10 kg·m²

Маховик із моментом інерції 10 kg·m² обертається з частотою 1900 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 20 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 10 kg·m²n = 1900 rpmTb = 20 N·m
t = s
4.Середня
v = ?5 kgL = 1,3 mm = 7 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 7 kg і довжиною 1,3 m закріплено шарнірно за один кінець і відпускають зі стану спокою з горизонтального положення. До його вільного кінця прикріплено маленьку кульку масою 5 kg. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть швидкість v вільного кінця, коли стрижень проходить вертикальне положення.

m = 7 kgL = 1,3 mmball = 5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Складна
0,65 m0,15 mn1​ = 60 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1,5 kg на відстані 0,65 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 1,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 60 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,15 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.Складна
3,5 m/sω

суцільна куля масою 11,5 kg котиться без проковзування зі швидкістю 3,5 m/s. Який відсоток p його повної кінетичної енергії становить енергія обертання?

m = 11,5 kgv = 3,5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 3,224 kg·m²
  2. 2. IO = 12,85 kg·m²
  3. 3. t = 99,48 s
  4. 4. v = 5,437 m/s
  5. 5. n2 = 105,9 rpm
  6. 6. p = 28,57 %

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