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 = 0,4 m0,55 m2,5 kg5,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (2,5 kg, довжина 0,4 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і тонкого суцільного диска масою 5,5 kg та радіусом 0,15 m, закріпленого на його нижньому кінці. Диск гойдається у своїй площині, а його центр розташований на 0,55 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 2,5 kgL = 0,4 mmdisc = 5,5 kgr = 0,15 md = 0,55 m
IO = kg·m²
2.Легка
Or = 0,25 mL = 1,2 m1,45 m0,5 kg1,5 kg

Маятник складається з однорідного тонкого стрижня (0,5 kg, довжина 1,2 m), закріпленого шарнірно на верхньому кінці O, і суцільної кулі масою 1,5 kg та радіусом 0,25 m, закріпленої на його нижньому кінці. Центр кулі розташований на 1,45 m нижче за O. Знайдіть масовий момент інерції IO маятника відносно O.

mrod = 0,5 kgL = 1,2 mmsphere = 1,5 kgr = 0,25 md = 1,45 m
IO = kg·m²
3.Середня
n = 2200 rpmTb​ = 65 N·mI = 38,5 kg·m²

Маховик із моментом інерції 38,5 kg·m² обертається з частотою 2200 rpm. Гальмо створює сталий момент тертя 65 N·m. Скільки обертів N зробить маховик до зупинки?

I = 38,5 kg·m²n = 2200 rpmTb = 65 N·m
N = rev
4.Середня
n = 2300 rpmT = 1510 N·m

Двигун віддає момент 1510 N·m за частоти 2300 rpm. Знайдіть його вихідну потужність P у kW.

T = 1510 N·mn = 2300 rpm
P = kW
5.Складна
200 m/s20 g0,94 mL = 1,6 m9,5 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 9,5 kg і довжиною 1,6 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 20 g, що летить горизонтально зі швидкістю 200 m/s, влучає в стрижень на 0,94 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Знайдіть кутову швидкість ω стрижня одразу після удару.

M = 9,5 kgL = 1,6 mm = 20 gv = 200 m/sd = 0,94 m
ω = rad/s
6.Складна
580 m/s15 g0,42 mL = 0,8 m10 kg

Однорідний тонкий стрижень масою 10 kg і довжиною 0,8 m висить у спокої на шарнірі без тертя на верхньому кінці. Куля масою 15 g, що летить горизонтально зі швидкістю 580 m/s, влучає в стрижень на 0,42 m нижче за шарнір і застрягає в ньому. Знайдіть кутову швидкість ω стрижня одразу після удару.

M = 10 kgL = 0,8 mm = 15 gv = 580 m/sd = 0,42 m
ω = rad/s

Ключ відповідей

  1. 1. IO = 1,859 kg·m²
  2. 2. IO = 3,431 kg·m²
  3. 3. N = 2502 rev
  4. 4. P = 363,7 kW
  5. 5. ω = 0,4628 rad/s
  6. 6. ω = 1,711 rad/s

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