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 = 0,2 m600 → 2200 rpm130 kg

Маховик масою 130 kg з радіусом інерції 0,2 m рівномірно розганяють від 600 rpm до 2200 rpm. Рушійний момент сталий і дорівнює 51 N·m, тертям можна знехтувати. Скільки часу t це триває?

m = 130 kgk = 0,2 mn1 = 600 rpmn2 = 2200 rpmT = 51 N·m
t = s
2.Легка
L = 0,5 mGOd = 0,05 mm = 4,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 4,5 kg і довжиною 0,5 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,05 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 4,5 kgL = 0,5 md = 0,05 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 2600 rpmTb​ = 105 N·mI = 37,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 37,5 kg·m² обертається з частотою 2600 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 105 N·m. Скільки часу t він зупиняється?

I = 37,5 kg·m²n = 2600 rpmTb = 105 N·m
t = s
4.Середня
4,5 kgaαM = 5,5 kgR = 0,3 m

Вантаж 4,5 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 5,5 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 швидкість v вантажу після того, як він упаде на 1 m.

m = 4,5 kgM = 5,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²h = 1 m
v = m/s
5.Складна
0,9 m0,35 mn1​ = 40 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 1,5 kg на відстані 0,9 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 3 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 40 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,35 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,35 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Складна
180 m/s25 g0,48 mL = 1,2 m7 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 7 kg і довжиною 1,2 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 25 g, що летить горизонтально зі швидкістю 180 m/s, влучає в стрижень на 0,48 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Знайдіть кутову швидкість ω стрижня одразу після удару.

M = 7 kgL = 1,2 mm = 25 gv = 180 m/sd = 0,48 m
ω = rad/s

Ключ відповідей

  1. 1. t = 17,08 s
  2. 2. IO = 0,105 kg·m²
  3. 3. t = 97,24 s
  4. 4. v = 3,49 m/s
  5. 5. n2 = 64,5 rpm
  6. 6. ω = 0,6418 rad/s

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