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。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

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
k = 0.2 m0 → 300 rpm80 kg

質量 80 kg、回転半径 0.2 m のはずみ車を、静止状態から 300 rpm まで一様に加速する。 これに 29 s かかる。摩擦を無視して、必要な一定のトルク T を求めよ。

m = 80 kgk = 0.2 mn1 = 0 rpmn2 = 300 rpmt = 29 s
T = N·m
2.やさしい
L = 1.3 mGOd = 0.55 mm = 2.5 kg

質量 2.5 kg、長さ 1.3 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.55 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 = 2.5 kgL = 1.3 md = 0.55 m
IO = kg·m²
3.ふつう
4 kgaαM = 17.5 kgR = 0.15 m

質量 4 kg のおもりが、軽いひもで滑車からつるされている。滑車は質量 17.5 kg、半径 0.15 m の一様な中実の円板で、摩擦のない水平な軸のまわりに回る。おもりを静止状態から放す。g = 9.81 m/s² とする。 おもりの加速度 a を求めよ。

m = 4 kgM = 17.5 kgR = 0.15 mg = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.ふつう
9 kgaαM = 8.5 kgR = 0.1 m

質量 9 kg のおもりが、軽いひもで滑車からつるされている。滑車は質量 8.5 kg、半径 0.1 m の一様な中実の円板で、摩擦のない水平な軸のまわりに回る。おもりを静止状態から放す。g = 9.81 m/s² とする。 おもりの加速度 a を求めよ。

m = 9 kgM = 8.5 kgR = 0.1 mg = 9.81 m/s²
a = m/s²
5.むずかしい
θ = 40°vs = 9.5 m

薄いフープ が静止状態から出発し、水平面に対して 40° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 斜面に沿って 9.5 m 転がった後の速さ v を求めよ。

θ = 40°s = 9.5 mI = m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
9.5 m/sω

質量 11 kg の 中実の球 が、速さ 9.5 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギーのうち、回転の運動エネルギーが占める割合 p（%）を求めよ。

m = 11 kgv = 9.5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %

解答

  1. 1. T = 3.467 N·m
  2. 2. IO = 1.108 kg·m²
  3. 3. a = 3.078 m/s²
  4. 4. a = 6.663 m/s²
  5. 5. v = 7.74 m/s
  6. 6. p = 28.57 %

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。