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 = 0,15 mL = 0,7 m0,85 m4 kg4,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (4 kg, довжина 0,7 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 4,5 kg та радіусом 0,15 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 0,85 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 4 kgL = 0,7 mmdisc = 4,5 kgr = 0,15 md = 0,85 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,25 mL = 1,3 m1,55 m3 kg9,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (3 kg, довжина 1,3 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 9,5 kg та радіусом 0,25 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 1,55 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 3 kgL = 1,3 mmdisc = 9,5 kgr = 0,25 md = 1,55 m
IO = kg·m²
3.Середня
1,5 kgaαM = 11 kgR = 0,5 m

Вантаж 1,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 11 kg і радіусом 0,5 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутове прискорення α шківа.

m = 1,5 kgM = 11 kgR = 0,5 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
ω = ?L = 1,9 mm = 5,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 5,5 kg і довжиною 1,9 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 = 5,5 kgL = 1,9 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Складна
θ = 15°a

суцільна куля котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 15° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть найменший коефіцієнт тертя спокою μs, який не допускає проковзування.

θ = 15°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =
6.Складна
0,9 m0,15 mn1​ = 60 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 2,5 kg на відстані 0,9 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 3 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 = 3 kg·m²m = 2 × 2,5 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,15 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 3,955 kg·m²
  2. 2. IO = 24,81 kg·m²
  3. 3. α = 4,204 rad/s²
  4. 4. ω = 3,936 rad/s
  5. 5. μs = 0,07656
  6. 6. n2 = 135,9 rpm

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