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
L = 0.4 mGOd = 0.2 mm = 4.5 kg

質量 4.5 kg、長さ 0.4 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.2 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 = 4.5 kgL = 0.4 md = 0.2 m
IO = kg·m²
2.やさしい
k = 0.6 m0 → 1900 rpm40 kg

質量 40 kg、回転半径 0.6 m のはずみ車を、静止状態から 1900 rpm まで一様に加速する。 これに 23 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 = 40 kgk = 0.6 mn1 = 0 rpmn2 = 1900 rpmt = 23 s
T = N·m
3.ふつう
L = 0.5 mm = 16 kgα

質量 16 kg、長さ 0.5 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 = 16 kgL = 0.5 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ふつう
L = 3 mm = 15.5 kgα

質量 15.5 kg、長さ 3 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。 放した直後にピンが棒に及ぼす鉛直方向の力 R を求めよ。

m = 15.5 kgL = 3 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.むずかしい
140 m/s25 g0.32 mL = 0.8 m5.5 kg

質量 5.5 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 140 m/s で飛んできた 25 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 = 5.5 kgL = 0.8 mm = 25 gv = 140 m/sd = 0.32 m
ω = rad/s
6.むずかしい
8 m/sω

質量 14 kg の 中実の球 が、速さ 8 m/s で滑らずに転がっている。 回転の運動エネルギー Erot を求めよ。

m = 14 kgv = 8 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

解答

  1. 1. IO = 0.24 kg·m²
  2. 2. T = 124.6 N·m
  3. 3. α = 29.43 rad/s²
  4. 4. R = 38.01 N
  5. 5. ω = 0.9525 rad/s
  6. 6. Erot = 179.2 J

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。