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 = 0,15 mL = 0,8 m0,95 m4 kg6,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (4 kg, довжина 0,8 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 6,5 kg та радіусом 0,15 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,95 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 4 kgL = 0,8 mmsphere = 6,5 kgr = 0,15 md = 0,95 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,15 mL = 0,6 m0,75 m5 kg10 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (5 kg, довжина 0,6 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 10 kg та радіусом 0,15 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 0,75 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 5 kgL = 0,6 mmsphere = 10 kgr = 0,15 md = 0,75 m
IO = kg·m²
3.Середня
L = 1,7 mm = 1,5 kgα

Однорідний тонкий стрижень масою 1,5 kg і довжиною 1,7 m закріплено шарнірно за один кінець і утримують горизонтально. Його відпускають зі стану спокою. Візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть його кутове прискорення α одразу після відпускання.

m = 1,5 kgL = 1,7 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Середня
13 kgaαM = 16 kgR = 0,2 m

Вантаж 13 kg висить на легкому шнурі, намотаному на шків — однорідний суцільний диск масою 16 kg і радіусом 0,2 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 4 m.

m = 13 kgM = 16 kgR = 0,2 mg = 9,81 m/s²h = 4 m
v = m/s
5.Складна
θ = 25°vs = 1,5 m

суцільна куля починає рух зі стану спокою й котиться без проковзування по схилу, нахиленому під кутом 25° до горизонту. Візьміть g = 9,81 m/s². Його радіус — 0,25 m. Знайдіть його кутову швидкість ω після того, як він прокотиться 1,5 m вздовж схилу.

θ = 25°s = 1,5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,25 m
ω = rad/s
6.Складна
диск: 18 kgкільце: 14 kgn1​ = 500 rpm

Однорідний суцільний диск (маса 18 kg, радіус 0,3 m) вільно обертається з частотою 500 rpm навколо вертикального вала без тертя. На нього зі стану спокою опускають тонке кільце масою 14 kg того самого радіуса, центроване на валу, і обидва тіла швидко починають обертатися разом. Знайдіть їхню спільну частоту n2 в rpm.

Mdisc = 18 kgMring = 14 kgR = 0,3 mn1 = 500 rpm
n2 = rpm

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 6,778 kg·m²
  2. 2. IO = 6,315 kg·m²
  3. 3. α = 8,656 rad/s²
  4. 4. v = 6,97 m/s
  5. 5. ω = 11,92 rad/s
  6. 6. n2 = 195,7 rpm

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