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 = 0,05 mL = 1 m1,05 m0,5 kg10 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (0,5 kg, довжина 1 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 10 kg та радіусом 0,05 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 1,05 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 0,5 kgL = 1 mmsphere = 10 kgr = 0,05 md = 1,05 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,2 m0 → 1700 rpm130 kg

Маховик масою 130 kg з радіусом інерції 0,2 m рівномірно розганяють зі стану спокою до 1700 rpm. Це триває 28 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 130 kgk = 0,2 mn1 = 0 rpmn2 = 1700 rpmt = 28 s
T = N·m
3.Середня
8 kgaαM = 19,5 kgR = 0,5 m

Вантаж 8 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 19,5 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 = 8 kgM = 19,5 kgR = 0,5 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
n = 3000 rpmTb​ = 80 N·mI = 1,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 1,5 kg·m² обертається з частотою 3000 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 80 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 1,5 kg·m²n = 3000 rpmTb = 80 N·m
t = s
5.Складна
0,7 m0,35 mn1​ = 60 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 4 kg на відстані 0,7 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 1,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 60 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,7 mr2 = 0,35 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.Складна
220 m/s40 g0,38 mL = 0,7 m7,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 7,5 kg і довжиною 0,7 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 40 g, що летить горизонтально зі швидкістю 220 m/s, влучає в стрижень на 0,38 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Знайдіть кутову швидкість ω стрижня одразу після удару.

M = 7,5 kgL = 0,7 mm = 40 gv = 220 m/sd = 0,38 m
ω = rad/s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 11,2 kg·m²
  2. 2. T = 33,06 N·m
  3. 3. α = 8,843 rad/s²
  4. 4. t = 5,89 s
  5. 5. n2 = 131,1 rpm
  6. 6. ω = 2,717 rad/s

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