解答つき剛体の回転ワークシート

無料で印刷できる剛体の回転のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
Or = 0.1 mL = 1 m1.1 m4 kg7 kg

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒(4 kg、長さ 1 m)の下端に、質量 7 kg、半径 0.1 m の中実の球を固定したものである。球の中心は O の 1.1 m 下にある。 O まわりの振り子の質量慣性モーメント IO を求めよ。

mrod = 4 kgL = 1 mmsphere = 7 kgr = 0.1 md = 1.1 m
IO = kg·m²
2.やさしい
L = 1.3 mGOd = 0.3 mm = 3.5 kg

質量 3.5 kg、長さ 1.3 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.3 m 離れた軸 O のまわりに回転する。その軸まわりの質量慣性モーメント IO を求めよ。

m = 3.5 kgL = 1.3 md = 0.3 m
IO = kg·m²
3.ふつう
L = 2.1 mm = 4.5 kgα

質量 4.5 kg、長さ 2.1 m の一様な細い棒が、一端をピンで支えられて水平に保たれている。静止状態から放す。g = 9.81 m/s² とする。 放した直後の角加速度 α を求めよ。

m = 4.5 kgL = 2.1 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ふつう
n = 1200 rpmP = 180 kW

軸が 1200 rpm で 180 kW を伝えている。軸のトルク T を求めよ。

P = 180 kWn = 1200 rpm
T = N·m
5.むずかしい
220 m/s5 g2 mL = 2 m6 kg

質量 6 kg、長さ 2 m の一様な細い棒が、上端の摩擦のない支点からつり下がって静止している。水平に 220 m/s で飛んできた 5 g の弾丸が、支点の 2 m 下で棒に当たり、そのまま埋まる。 衝突直後の棒の角速度 ω を求めよ。

M = 6 kgL = 2 mm = 5 gv = 220 m/sd = 2 m
ω = rad/s
6.むずかしい
560 m/s20 g0.32 mL = 0.8 m9 kg

質量 9 kg、長さ 0.8 m の一様な細い棒が、上端の摩擦のない支点からつり下がって静止している。水平に 560 m/s で飛んできた 20 g の弾丸が、支点の 0.32 m 下で棒に当たり、そのまま埋まる。 衝突直後の棒の角速度 ω を求めよ。

M = 9 kgL = 0.8 mm = 20 gv = 560 m/sd = 0.32 m
ω = rad/s

解答

  1. 1. IO = 9.831 kg·m²
  2. 2. IO = 0.8079 kg·m²
  3. 3. α = 7.007 rad/s²
  4. 4. T = 1432 N·m
  5. 5. ω = 0.2743 rad/s
  6. 6. ω = 1.865 rad/s

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。