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 = 0,1 mL = 0,4 m0,5 m2 kg8 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (2 kg, довжина 0,4 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 8 kg та радіусом 0,1 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,5 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 2 kgL = 0,4 mmsphere = 8 kgr = 0,1 md = 0,5 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,1 mL = 1 m1,1 m0,5 kg1 kg

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

mrod = 0,5 kgL = 1 mmsphere = 1 kgr = 0,1 md = 1,1 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 2200 rpmTb​ = 160 N·mI = 20 kg·m²

Маховик із моментом інерції 20 kg·m² обертається з частотою 2200 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 160 N·m. Скільки обертів N зробить маховик до зупинки?

I = 20 kg·m²n = 2200 rpmTb = 160 N·m
N = rev
4.Середня
ω = ?4 kgL = 1,1 mm = 3 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 3 kg і довжиною 1,1 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 = 3 kgL = 1,1 mmball = 4 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Складна
0,65 m0,3 mn1​ = 45 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 2 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 45 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,3 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 2 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,3 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.Складна
θ = 35°a

суцільний циліндр котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 35° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть найменший коефіцієнт тертя спокою μs, який не допускає проковзування.

θ = 35°I = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 2,139 kg·m²
  2. 2. IO = 1,381 kg·m²
  3. 3. N = 528 rev
  4. 4. ω = 4,429 rad/s
  5. 5. n2 = 77,18 rpm
  6. 6. μs = 0,2334

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