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
k = 0,55 m0 → 1800 rpm150 kg

Маховик масою 150 kg з радіусом інерції 0,55 m рівномірно розганяють зі стану спокою до 1800 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 290 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 150 kgk = 0,55 mn1 = 0 rpmn2 = 1800 rpmT = 290 N·m
t = s
2.Легка
Or = 0,1 mL = 0,8 m0,9 m0,5 kg5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (0,5 kg, довжина 0,8 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 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 = 0,5 kgL = 0,8 mmsphere = 5 kgr = 0,1 md = 0,9 m
IO = kg·m²
3.Середня
1,5 kgaαM = 18,5 kgR = 0,3 m

Вантаж 1,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 18,5 kg і радіусом 0,3 m, що обертається на горизонтальній осі без тертя. Вантаж відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть прискорення a вантажу.

m = 1,5 kgM = 18,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Середня
n = 3000 rpmTb​ = 150 N·mI = 11 kg·m²

Маховик із моментом інерції 11 kg·m² обертається з частотою 3000 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 150 N·m. Скільки обертів N зробить маховик до зупинки?

I = 11 kg·m²n = 3000 rpmTb = 150 N·m
N = rev
5.Складна
0,9 m0,35 mn1​ = 55 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 5 kg на відстані 0,9 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 4 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 55 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 4 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,35 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm
6.Складна
0,9 m0,3 mn1​ = 20 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 2 kg на відстані 0,9 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 0,3 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 2 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,3 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. t = 29,49 s
  2. 2. IO = 4,177 kg·m²
  3. 3. a = 1,369 m/s²
  4. 4. N = 576 rev
  5. 5. n2 = 127,4 rpm
  6. 6. n2 = 40,14 rpm

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