25 primjera pitanja o momentu inercije
Moment inercije čestice
1. Kugla mase 100 grama spojena je na uže duljine 30 cm kao što je prikazano na slici. Moment inercije lopta oko osi AB je...
Rasprava
Poznato je da:
Os rotacije je AB
Masa kugle (m) = 100 grama = 100/1000 = 0,1 kilogram
Udaljenost kugle od osi rotacije (r) = 30 cm = 0,3 metra
Pitao/la sam: Moment inercije kugle (I)
Odgovor:
Ja = g.2 = (0,1 kg)(0,3 m)2
I = (0,1 kg)(0,09 m2)
I = 0,009 kg m2
2. Masa kugle m1 je 100 grama, a masa kugle je m2 je 200 grama. Dvije kuglice su povezane žicom duljine 60 cm sa zanemarivom masom. Os AB se nalazi u sredini žice. Moment tromosti dviju kuglica oko osi AB je…
Rasprava
Poznato je da:
Masa kugle 1 (m1) = 100 grama = 100/1000 = 0,1 kilograma
Udaljenost kuglice 1 od osi rotacije (r1) = 30 cm = 30/100 = 0,3 metra
Masa kugle 2 (m2) = 200 grama = 200/1000 = 0,2 kilograma
Udaljenost kuglice 2 od osi rotacije (r2) = 30 cm = 30/100 = 0,3 metra
Pitao/la sam: Moment inercije sustava dviju kuglica
Odgovor:
I = m1 r12 +m2 r22
I = (0,1 kg)(0,3 m)2 + (0,2 kg)(0,3 m)2
I = (0,1 kg)(0,09 m2) + (0,2 kg)(0,09 m2)
I = 0,009 kg m2 + 0,018 kg m2
I = 0,027 kg m2
3. Masa kugle m1 je 200 grama, a masa kugle je m2 je 100 grama. Dvije kuglice su povezane žicom duljine 60 cm, a njezina masa se zanemaruje. Os AB se nalazi na kuglici m2Moment tromosti sustava dviju kuglica oko osi AB je…
Rasprava
Poznato je da:
Masa kugle 1 (m1) = 200 grama = 200/1000 = 0,2 kilograma
Udaljenost kuglice 1 od osi rotacije (r1) = 60 cm = 60/100 = 0,6 metra
Masa kugle 2 (m2) = 100 grama = 100/1000 = 0,1 kilograma
Udaljenost kuglice 2 od osi rotacije (r2) = 0 metra
Pitao/la sam: Moment inercije sustava dviju kuglica
Odgovor:
I = m1 r12 +m2 r22
I = (0,2 kg)(0,6 m)2 + (0,2 kg)(0)2
I = (0,2 kg)(0,36 m2) + 0
I = 0,072 kg m2
4. Svaka kugla ima masu od 100 grama i povezana je žicom zanemarive mase. Duljina žice je 60 cm, a širina 30 cm. Odredite moment tromosti sustava kugli oko osi AB…
Rasprava
Poznato je da:
Masa kugle 1 (m1) = m2 = m3 = m4 = 100 grama = 100/1000 = 0,1 kilograma
Udaljenost kuglice 1 od osi rotacije (r1) = 30 cm = 30/100 = 0,3 metra
Udaljenost kuglice 2 od osi rotacije (r2) = 30 cm = 30/100 = 0,3 metra
Udaljenost kuglice 3 od osi rotacije (r3) = 30 cm = 30/100 = 0,3 metra
Udaljenost kuglice 4 od osi rotacije (r4) = 30 cm = 30/100 = 0,3 metra
Pitao/la sam: Moment inercije kugličnog sustava
Odgovor:
I = m1 r12 +m2 r22 +m3 r32 +m4 r42
I = (0,1 kg)(0,3 m)2 + (0,1 kg)(0,3 m)2 + (0,1 kg)(0,3 m)2 + (0,1 kg)(0,3 m)2
I = (0,1 kg)(0,09 m2) + (0,1 kg)(0,09 m2) + (0,1 kg)(0,09 m2) + (0,1 kg)(0,09 m2)
I = 0,036 kg m2
5. Pogledajte sliku ispod. Četiri čestice, svaka s masom od 4 m (na udaljenosti r od središta), 3 m (na udaljenosti r od središta), 2 m (na udaljenosti 2r od središta), 2 m (na udaljenosti r od središta). Sustav leži u xy ravnini. Ako se sustav rotira oko x-osi, tada je moment tromosti sustava…
A. 5 m r
B. 7 m r
C. 5 m r2
D. 6 m r2
E. 7. godine m r2
Rasprava:
Poznato je :
Poznato je da:
m1 = 4 m (udaljenost r od središta), m2 = 3 m (udaljenost r od središta), m3 = 2m (udaljenost 2r od središta), m4 = 2 m (udaljenost r od središta)
Pitao :
Moment inercije (I)?
Jawab :
Formula za moment inercije čestice :
Ja = g.2
Sustav se rotira oko x-osi tako da m2 i m4 je na osi rotacije. Budući da je na osi rotacije, r2 i r4 vrijedi nula.
I1 = m1 r12 = 4 mr2
I2 = m2 r22 = 3 m (0)2 = 0
I3 = m3 r32 = 2 m (2r)2 = 2 m (4r2) = 8 mr2
I4 = m4 r42 = 2 m (0)2 = 0
Moment inercije sustava :
Ja = ja1 + I2 + I3 + I4
I = 4 m2 + 8 minuta2
I = 12 m2
6. Štap AB ima masu od 3 kg kada se rotira kroz B, njegov moment tromosti je 27 kg m2Ako se rotira kroz C, moment inercije postaje…
A. 70 kg m2
B. 76 kg m2
C. 92 kg m2
D. 98 kg m2
E. 108 kg m2
Rasprava:
Poznato je :
m = 3 kg
IB = 27 kg m2
Pitao :
IC ?
Jawab :
IB = Gospodin2
27 kg m2 = (3 kg)(r2)
27 kg m2 / 3 kg = r2
9 m2 = r2
r = 3 m
Duljina AB = duljina AC = 3 metra
Moment inercije štap kada se okrene kroz C:
IC = Gospodin2
IC = (3 kg)(6 m)2
IC = (3 kg)(36 m2) = 108 kg m2
7.
Dvije kuglice, smatrane česticama, povezane su žičanom užetom kao što je prikazano na slici. Ako su mase kuglica P i Q 600 grama odnosno 400 grama, tada je moment tromosti sustava dviju kuglica oko osi AB…
A. 0,008 kg.m2
B. 0,076 kg.m2
C. 0,124 kg.m2
D. 0,170 kg.m2
E. 0,760 kg.m2
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle P (mP) = 600 grama = 0,6 kg
Masa kugle Q (mQ) = 400 grama = 0,4 kg
Udaljenost kugle P od osi rotacije (rP) = 20 cm = 0,2 metara
Udaljenost kugle Q od osi rotacije (rQ) = 50 cm = 0,5 metara
Pitao : Moment inercije (I) sustav u odnosu na os ili os rotacije AB
Jawab :
Formula za moment inercije čestice :
Ja = g.2
Opis: I = moment tromosti, m = masa čestice, r = udaljenost čestice od osi rotacije
Moment inercije kugle P
IP = (mP)(rP2) = (0,6)(0,2)2 = (0,6)(0,04) = 0,024 kg m2
Moment inercije kugle Q
IQ = (mQ)(rQ2) = (0,4)(0,5)2 = (0,4)(0,25) = 0,1 kg m2
Moment inercije sustava čestica :
Ja = jaP + IQ = 0,024 + 0,1 = 0,124 kg m2
Točan odgovor je C.
8.
Dvije kuglice povezane žicom (masa žice se zanemaruje) raspoređene su kao što je prikazano na slici. Veličina njihovog momenta tromosti je…
A. 20 x 10-3 kg.m2
B. 25 x 10-3 kg.m2
Cca. 11 x 10-2 kg.m2
D. 55 x 10-2 kg.m2
E. 80 x 10-2 kg.m2
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle A (mA) = 200 grama = 0,2 kg
Masa kugle B (mB) = 400 grama = 0,4 kg
Udaljenost između kugle A i osi rotacije (rA) = 0
Udaljenost između kugle B i osi rotacije (rB) = 25 cm = 0,25 metara
Pitao Moment tromosti (I) sustava
Jawab :
Moment inercije kugle A
IA = (mA)(rA2) = (0,2)(0)2 = 0
Moment inercije kugle B
IB = (mB)(rB2) = (0,4)(0,25)2 = (0,4)(0,0625) = 0,025 kg m2
Moment inercije sustava čestica :
Ja = jaA + IB = 0 + 0,025 = 0,025 kg m2 = 25 x 10-3 kg m2
Točan odgovor je B.
9.
Pogledajte sliku dviju kuglica spojenih žicom. Duljina žice = 12 m, l1 = 4 m i zanemarimo masu žice, tada je veličina momenta tromosti sustava…
A. 52,6 kg m2
B. 41,6 kg m2
C. 34,6 kg m2
D. 22,4 kg m2
E. 20,4 kg m2
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle A (mA) = 0,2 kg
Masa kugle B (mB) = 0,6 kg
Udaljenost između kugle A i osi rotacije (rA) = 4 metra
Udaljenost između kugle B i osi rotacije (rB) = 12 – 4 = 8 metara
Pitao Moment tromosti (I) sustava
Jawab :
Moment inercije kugle A
IA = (mA)(rA2) = (0,2)(4)2 = (0,2)(16) = 3,2 kg m2
Moment inercije kugle B
IB = (mB)(rB2) = (0,6)(8)2 = (0,6)(64) = 38,4 kg m2
Moment inercije sustava čestica :
Ja = jaA + IB = 3,2 + 38,4 = 41,6 kg m2
Točan odgovor je B.
Moment inercije krutog tijela
10. Čvrsti štap ima masu 2 kg i duljinu 2 metra. Odredite moment tromosti štapa ako se os vrtnje nalazi u sredini štapa!
Rasprava
Poznato je da:
Masa pune šipke (M) = 2 kg
Duljina pune stabljike (L) = 2 metra
Pitao/la sam: Moment inercije
Odgovor:
Formula za moment inercije štapa ako se os rotacije nalazi u sredini štapa:
I = (1/12) ML2
I = (1/12) (2 kg)(2 m)2
I = (1/12) (2 kg)(4 m2)
I = (1/12)(8 kg m2)
I = 8/12 kg m2
I = 2/3 kg m2
11. Čvrsti štap ima masu 2 kg i duljinu 2 metra. Odredite moment tromosti štapa ako se os vrtnje nalazi na jednom kraju štapa!
Rasprava
Poznato je da:
Masa pune šipke (M) = 2 kg
Duljina pune stabljike (L) = 2 metra
Pitao/la sam: Moment inercije
Odgovor:
Formula za moment inercije štapa ako se os rotacije nalazi na jednom kraju štapa:
I = (1/3) ML2
I = (1/3) (2 kg)(2 m)2
I = (1/3) (2 kg)(4 m2)
I = (1/3)(8 kg m2)
I = 8/3 kg m2
12. Odredite moment tromosti čvrstog diska mase 10 kg i polumjera 0,1 metara, ako je os rotacije u središtu diska, kao što je prikazano na slici!
Rasprava
Poznato je da:
Masa čvrstog diska (M) = 10 kg
Polumjer čvrstog diska (L) = 0,1 metara
Pitao/la sam: Moment inercije čvrstog diska
Odgovor:
Formula za moment inercije štapa ako se os rotacije nalazi u središtu diska:
I = (1/2) ML2
I = (1/2) (10 kg)(0,1 m)2
I = (1/2) (10 kg)(0,01 m2)
I = (1/2)(0,1 kg m2)
I = 0,05 kg m2
13. Odredite moment tromosti čvrste kugle mase 20 kg i polumjera 0,1 metara, ako je os rotacije u središtu kugle, kao što je prikazano na slici!
Rasprava
Poznato je da:
Masa čvrste kugle (M) = 20 kg
Polumjer čvrste kugle (L) = 0,1 metara
Pitao/la sam: Moment inercije
Odgovor:
Formula za moment inercije štapa ako se os rotacije nalazi u središtu čvrste sfere:
I = (2/5) ML2
I = (2/5)(20 kg)(0,1 m)2
I = (2/5)(20 kg)(0,01 m2)
I = (2/5)(0,2 kg m2)
I = 0,4/5 kg m2
I = 0,08 kg m2
14. Odredite moment tromosti tanke, šuplje kugle mase 0,5 kg i polumjera 0,1 metara, ako je os rotacije u središtu kugle, kao što je prikazano na slici!
Rasprava
Poznato je da:
Masa tanke kugle (M) = 0,5 kg
Polumjer tanke sfere (L) = 0,1 metara
Pitao/la sam: Formula momenta inercije
Odgovor:
Formula za moment inercije štapa ako se os rotacije nalazi u središtu tanke kugle:
I = (2/3) ML2
I = (2/3) (0,5 kg)(0,1 m)2
I = (2/3) (0,5 kg)(0,01 m2)
I = (2/3)(0,005 kg m2)
I = 0,01/3 kg m2
15. Pravokutna čvrsta ploča ima masu 2 kg, duljinu 0,5 metara i širinu 0,2 metra. Odredite moment tromosti čvrste ploče ako je os rotacije u središtu ploče, kao što je prikazano na slici!
Rasprava
Poznato je da:
Masa pravokutne čvrste ploče (M) = 2 kg
Duljina ploče (a) = 0,5 metara
Širina ploče (b) = 0,2 metra
Pitao/la sam: Formula momenta inercije
Odgovor:
Formula za moment inercije pravokutne čvrste ploče ako se os rotacije nalazi u središtu čvrste ploče:
I = (1/12) M (a2 + B2)
I = (1/12)(2)(0,52 + 0,22)
I = (2/12)(0,25 + 0,04)
I = (1/6)(0,29)
I = 0,29/6 kg m2
16. Slijedi izjava o faktorima rotacijskog gibanja.
(1) Kutna brzina
(2) Položaj osi rotacije
(3) Oblik objekta
(4) Masa objekta
Faktori koji utječu na veličinu momenta inercije su...
A. (1), (2), (3) i (4)
B. (1), (2) i (3)
C. (1), (3) i (4)
D. (2), (3) i (4)
E. samo (2) i (4)
Rasprava
Formula momenta inercije:
I = Σm r2
Opis: m = masa objekta, r = udaljenost od osi rotacije.
Na temelju ove formule zaključuje se da na moment tromosti utječu položaj osi rotacije (2) i masa objekta (4).
Točan odgovor je E.
17. Dvije kuglice, smatrane česticama, povezane su žičanom užetom kao što je prikazano na slici. Ako su mase kuglica P i Q 600 grama odnosno 400 grama, tada je moment tromosti sustava dviju kuglica oko osi AB…

A. 0,008 kg m2
B. 0,076 kg m2
C. 0,124 kg m2
D. 0,170 kg m2
E. 0,760 kg m2
Rasprava
Poznato je :
Os rotacije je AB.
mp = 600 grama = 0,6 kg, mq = 400 grama = 0,4 kg
rp = 20 cm = 0,2 m, rq = 50 cm = 0,5 m
Pitao Moment inercije sustava?
Jawab :
I = mp rp2 +mq rq2
I = (0,6 kg)(0,2 m)2 + (0,4 kg)(0,5 m)2
I = (0,6 kg)(0,04 m2) + (0,4 kg)(0,25 m2)
I = 0,024 kg m2 + 0,1 kg m2
I = 0,124 kg m2
Točan odgovor je C.
18. Moment inercije tijela koje se rotira oko fiksne točke ovisi o...
A. masa objekta
B. volumen objekta
C. gustoća objekta
D. kutno ubrzanje rotacije
E. početna kutna brzina
Rasprava
Formula momenta inercije:
I = ∑mr2
Opis: I = moment tromosti, m = masa, r = udaljenost od osi rotacije
Točan odgovor je A.
19. Štap AB mase 2 kg rotira kroz točku A, a njegov moment tromosti je 8 kg m.2Kada se rotira kroz središnju točku O (AO = OB), moment inercije postaje...
A. 2 kg m2
B. 4 kg m2
C. 8 kg m2
D. 12 kg m2
E. 16 kg m2
Rasprava
Poznato je da:
Masa štapa AB (m) = 2 kg
Ako se rotira kroz točku A tako da je polumjer rotacije (r) = udaljenost AB = r, tada je moment tromosti (I) = 8 kg m2
Pitao/la sam: Ako se rotira kroz točku O tako da je polumjer rotacije (r) = udaljenost AO = udaljenost OB = 1/2 r, tada moment tromosti postaje (I) = ……
Odgovor:
Ja = g.2
8 kg m2 = (2 kg) r2
8 m2 = (2) r2
r2 = 8 m2 / 2
r2 = 4 m2
r = 2 metara
Ako se rotira kroz točku O tako da je 1/2 r = 1 metar, tada moment inercije postaje:
Ja = g.2 = (2 kg)(1 m)2 = (2 kg)(1 m2) = 2 kg m2
Točan odgovor je A.
20. Dvije kuglice, smatrane česticama, povezane su žičanom užetom kao što je prikazano na slici. Ako su mase kuglica P i Q 600 grama odnosno 400 grama, tada je moment tromosti sustava dviju kuglica oko osi AB…
A. 0,008 kg.m2
B. 0,076 kg.m2
C. 0,124 kg.m2
D. 0,170 kg.m2
E. 0,760 kg.m2
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle P (mP) = 600 grama = 0,6 kg
Masa kugle Q (mQ) = 400 grama = 0,4 kg
Udaljenost kugle P od osi rotacije (rP) = 20 cm = 0,2 metara
Udaljenost kugle Q od osi rotacije (rQ) = 50 cm = 0,5 metara
Pitao Moment tromosti (I) sustava oko osi ili osi rotacije AB
Jawab :
Formula za moment inercije čestice :
Ja = g.2
Opis: I = moment tromosti, m = masa čestice, r = udaljenost čestice od osi rotacije
Moment inercije kugle P
IP = (mP)(rP2) = (0,6)(0,2)2 = (0,6)(0,04) = 0,024 kg m2
Moment inercije kugle Q
IQ = (mQ)(rQ2) = (0,4)(0,5)2 = (0,4)(0,25) = 0,1 kg m2
Moment inercije sustava čestica :
Ja = jaP + IQ = 0,024 + 0,1 = 0,124 kg m2
Točan odgovor je C.
21. Dvije kuglice povezane žicom (masa žice se zanemaruje) raspoređene su kao što je prikazano na slici. Veličina njihovog momenta tromosti je…
A. 20 x 10-3 kg.m2
B. 25 x 10-3 kg.m2
Cca. 11 x 10-2 kg.m2
D. 55 x 10-2 kg.m2
E. 80 x 10-2 kg.m2
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle A (mA) = 200 grama = 0,2 kg
Masa kugle B (mB) = 400 grama = 0,4 kg
Udaljenost između kugle A i osi rotacije (rA) = 0
Udaljenost između kugle B i osi rotacije (rB) = 25 cm = 0,25 metara
Pitao Moment tromosti (I) sustava
Jawab :
Moment inercije kugle A
IA = (mA)(rA2) = (0,2)(0)2 = 0
Moment inercije kugle B
IB = (mB)(rB2) = (0,4)(0,25)2 = (0,4)(0,0625) = 0,025 kg m2
Moment inercije sustava čestica :
Ja = jaA + IB = 0 + 0,025 = 0,025 kg m2 = 25 x 10-3 kg m2
Točan odgovor je B.
22. Četiri čestice različitih masa nalaze se u istoj ravnini, kao što je prikazano na slici. Moment tromosti sustava s horizontalnom osi p je…
A. 17 mb2
B. 22 mb2
Cca. 27 mb2
D. 31 mb2
E. 33 mb2
Rasprava
Os rotacije = vodoravna linija p
Poznato je da:
Masa čestice A (mA) = m
Masa čestice B (mB) = 2 m
Masa čestice C (mC) = 3 m
Masa čestice D (mD) = 4 m
Udaljenost čestice A od osi rotacije (rA) = b
Udaljenost čestice B od osi rotacije (rB) = b
Udaljenost čestice C od osi rotacije (rC) = 2b
Udaljenost čestice D od osi rotacije (rD) = 2b
Pitao/la sam: Moment tromosti sustava s horizontalnom osi p
Odgovor:
I = mA rA2 +mB rB2 +mC rC2 +mD rD2
I = (m)(b)2 + (2 m)(b)2 + (3 m)(2 b)2 + (4 m)(2 b)2
I = mb2 + 2 MB2 + (3 m)(4 b2) + (4 m)(4 b2)
I = mb2 + 2 MB2 + 12 MB2 + 16 MB2
I = 31 mb2
Točan odgovor je D.
23. Pogledajte sljedeću sliku!
Četiri čestice povezane su štapom zanemarive mase. Moment tromosti sustava oko osi je kroz m1 i m2 je…
A. 1/200 kg.m2
B. 1/300 kg.m2
C. 1/400 kg.m2
D. 1/600 kg.m2
E. 1/800 kg.m2
Rasprava
Poznato je da:
Masa čestice 1 (m1) = 1/4 kg
Masa čestice 2 (m2) = 1/2 kg
Masa čestice 3 (m3) = 1/4 kg
Masa čestice 4 (m4) = 1/4 kg
Udaljenost čestice 1 od osi rotacije (r1) = 0
Udaljenost čestice 2 od osi rotacije (r2) = 0
Udaljenost čestice 3 od osi rotacije (r3) = 10 cm = 10/100 metara = 1/10 metara
Udaljenost čestice 4 od osi rotacije (r4) = 10 cm = 10/100 metara = 1/10 metara
Pitao/la sam: Moment inercije sustava
Odgovor:
I = m1 r12 +m2 r22 +m3 r32 +m4 r42
I = (1/4)(0)2 + (1/2)(0)2 + (1/4)(1/10)2 + (1/4)(1/10)2
I = 0 + 0 + (1/4)(1/100) + (1/4)(1/100)
I = 1/400 +1/400
I = 2/400
I = 1/200 kg.m2
Točan odgovor je A.
24. Dvije kuglice koje se smatraju česticama povezane su žičanom užetom kao što je prikazano na slici. Ako su mase kuglica P i Q 600 grama odnosno 400 grama, tada je moment tromosti sustava dviju kuglica oko osi AB…
A. 0,008 kg m2
B. 0,076 kg m2
C. 0,124 kg m2
D. 0,170 kg m2
E. 0,760 kg m2
Rasprava
Poznato je :
Os rotacije je AB.
mp = 600 grama = 0,6 kg, mq = 400 grama = 0,4 kg
rp = 20 cm = 0,2 m, rq = 50 cm = 0,5 m
Pitao Moment inercije sustava?
Jawab :
I = mp rp2 +mq rq2
I = (0,6 kg)(0,2 m)2 + (0,4 kg)(0,5 m)2
I = (0,6 kg)(0,04 m2) + (0,4 kg)(0,25 m2)
I = 0,024 kg m2 + 0,1 kg m2
I = 0,124 kg m2
Točan odgovor je C.
25. Dva kruta tijela, valjak i kugla, nalaze se na ravnoj površini. Oba tijela privlači ista sila, s točkom dodira u njihovom središtu, i imaju istu početnu brzinu. Koja je od sljedećih tvrdnji točna?
(1) Ako su radijusi oba objekta jednaki i pod je gladak, tada je brzina oba objekta uvijek ista.
(2) Ako je polumjer kugle veći, a pod neravan, tada će brzina dvaju objekata uvijek biti ista.
(3) Ako radijusi nisu isti i pod je sklizak, tada će konačna brzina dvaju objekata biti ista sve dok su početne brzine različite.
(4) Ako radijusi nisu isti i pod je sklizak, brzina dvaju objekata uvijek će biti različita.
Rasprava
Moment tromosti punog cilindra = 1/2 mR2
Moment inercije čvrste kugle = 2/5 mR2
Pretpostavimo da su mase oba tijela jednake i da su im polumjeri oba tijela jednaki, tada je moment tromosti cilindra veći (1/2), dok je moment tromosti čvrste kugle manji (2/5). Dakle, brzina kugle je veća jer je njezin moment tromosti manji.
Ako je polumjer kugle veći, moment tromosti kugle se povećava i može biti jednak momentu tromosti cilindra. Stoga brzine kugle i cilindra mogu biti iste.
Točna tvrdnja (2)
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za višu srednju školu/srednju strukovnu školu