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 = 0,6 m0,8 m3 kg5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (3 kg, довжина 0,6 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 5 kg та радіусом 0,2 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,8 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 3 kgL = 0,6 mmsphere = 5 kgr = 0,2 md = 0,8 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,1 m0 → 1000 rpm70 kg

Маховик масою 70 kg з радіусом інерції 0,1 m рівномірно розганяють зі стану спокою до 1000 rpm. Це триває 13 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 70 kgk = 0,1 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmt = 13 s
T = N·m
3.Середня
0 → 1300 rpmI = 32,5 kg·m²

Двигун розганяє маховик із моментом інерції 32,5 kg·m² зі стану спокою до 1300 rpm за 30 s. Нехтуючи втратами, знайдіть середню потужність Pavg, яку він віддає, у kW.

I = 32,5 kg·m²n = 1300 rpmt = 30 s
Pavg = kW
4.Середня
n = 500 rpmP = 136 kW

Вал передає 136 kW за частоти 500 rpm. Знайдіть крутний момент T у валу.

P = 136 kWn = 500 rpm
T = N·m
5.Складна
диск: 28 kgкільце: 20 kgn1​ = 600 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 28 kg, радіус 0,2 m) вільно обертається з частотою 600 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 20 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 28 kgMring = 20 kgR = 0,2 mn1 = 600 rpm
n2 = rpm
6.Складна
θ = 30°as = 8 m

порожниста куля котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 30° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Воно починає зі спокою. Скільки часу t воно котиться на 8 m вниз по схилу?

θ = 30°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 8 m
t = s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 3,64 kg·m²
  2. 2. T = 5,639 N·m
  3. 3. Pavg = 10,04 kW
  4. 4. T = 2597 N·m
  5. 5. n2 = 247,1 rpm
  6. 6. t = 2,332 s

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