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
L = 1,9 mGOd = 0,6 mm = 4,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 4,5 kg і довжиною 1,9 m обертається навколо осі O, перпендикулярної до стрижня, на відстані 0,6 m від його центра G. Знайдіть його масовий момент інерції IO відносно цієї осі.

m = 4,5 kgL = 1,9 md = 0,6 m
IO = kg·m²
2.Легка
k = 0,35 m600 → 2600 rpm70 kg

Маховик масою 70 kg з радіусом інерції 0,35 m рівномірно розганяють від 600 rpm до 2600 rpm. Це триває 14 s. Нехтуючи тертям, знайдіть потрібний сталий момент T.

m = 70 kgk = 0,35 mn1 = 600 rpmn2 = 2600 rpmt = 14 s
T = N·m
3.Середня
ω = ?L = 0,6 mm = 6 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 6 kg і довжиною 0,6 m закріплено шарнірно за один кінець і відпускають зі стану спокою з горизонтального положення. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть кутову швидкість ω стрижня, коли він проходить вертикальне положення.

m = 6 kgL = 0,6 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Середня
v = ?1 kgL = 1,1 mm = 10 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 10 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 1 kg. Нехтуйте тертям і візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть швидкість v вільного кінця, коли стрижень проходить вертикальне положення.

m = 10 kgL = 1,1 mmball = 1 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Складна
0,6 m0,2 mn1​ = 30 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 2,5 kg на відстані 0,6 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 1,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 30 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,2 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 2,5 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,2 mn1 = 30 rpm
n2 = rpm
6.Складна
0,85 m0,2 mn1​ = 20 rpm

Людина стоїть на поворотному крузі без тертя й тримає в кожній руці гантель масою 5 kg на відстані 0,85 m від осі. Людина разом із кругом має момент інерції 3,5 kg·m² відносно осі. Вони обертаються з частотою 20 rpm, потім людина підтягує гантелі до відстані 0,2 m від осі. Вважайте гантелі точковими масами. Знайдіть нову частоту n2 в rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,2 mn1 = 20 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 2,974 kg·m²
  2. 2. T = 128,3 N·m
  3. 3. ω = 7,004 rad/s
  4. 4. v = 5,467 m/s
  5. 5. n2 = 58,24 rpm
  6. 6. n2 = 55 rpm

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