解答つき剛体の回転ワークシート

はずみ車は、質量 120 kg、半径 0.8 m の一様な中実の円板である。 回転数は 300 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 6.5 kg、長さ 1.4 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.45 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 I_O を求めよ。

質量 3.5 kg、長さ 1.8 m の一様な細い棒が、一端をピンで支えられ、水平な位置から静止状態で放される。 質量 2.5 kg の小さな球が、その自由端に固定されている。 摩擦を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 棒が鉛直位置を通過するときの自由端の速さ v を求めよ。

モーターが、慣性モーメント 23 kg·m² のはずみ車を、静止状態から 25 s で 1800 rpm まで加速する。損失を無視して、モーターが供給する平均動力 P_avg を kW で求めよ。

中空の球 が、水平面に対して 30° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 中心の加速度 a を求めよ。

質量 4 kg の 中実の円柱 が、速さ 9 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギー E_k を求めよ。