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 = 0,2 mL = 0,4 m0,6 m0,5 kg9 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (0,5 kg, довжина 0,4 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 9 kg та радіусом 0,2 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 0,6 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 0,5 kgL = 0,4 mmdisc = 9 kgr = 0,2 md = 0,6 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,1 m800 → 2300 rpm120 kg

Маховик масою 120 kg з радіусом інерції 0,1 m рівномірно розганяють від 800 rpm до 2300 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 27 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 120 kgk = 0,1 mn1 = 800 rpmn2 = 2300 rpmT = 27 N·m
t = s
3.Середня
L = 2,2 mm = 18,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 18,5 kg і довжиною 2,2 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 = 18,5 kgL = 2,2 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
n = 1800 rpmTb​ = 10 N·mI = 17 kg·m²

Маховик із моментом інерції 17 kg·m² обертається з частотою 1800 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 10 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 17 kg·m²n = 1800 rpmTb = 10 N·m
t = s
5.Складна
200 m/s50 g0,44 mL = 0,6 m5,5 kgφ

Однорідний тонкий стрижень масою 5,5 kg і довжиною 0,6 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 50 g, що летить горизонтально зі швидкістю 200 m/s, влучає в стрижень на 0,44 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть найбільший кут φ відхилення стрижня від вертикалі.

M = 5,5 kgL = 0,6 mm = 50 gv = 200 m/sd = 0,44 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Складна
0,85 m0,15 mn1​ = 20 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 3 kg на відстані 0,85 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 2,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 20 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,15 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 3 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,15 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 3,447 kg·m²
  2. 2. t = 6,981 s
  3. 3. α = 6,689 rad/s²
  4. 4. t = 320,4 s
  5. 5. φ = 83,18 °
  6. 6. n2 = 51,88 rpm

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