はずみ車は、質量 70 kg、半径 0.4 m の一様な中実の円板である。 回転数は 2800 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。
解答つき剛体の回転ワークシート
1.やさしい
M = 70 kgR = 0.4 mn = 2800 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
はずみ車は、質量 260 kg、半径 0.25 m の一様な中実の円板である。 回転数は 1100 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。
M = 260 kgR = 0.25 mn = 1100 rpm
Ek = kJ
3.ふつう
質量 9.5 kg、長さ 1.2 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。 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角速度 ω を求めよ。
m = 9.5 kgL = 1.2 mg = 9.81 m/s²
ω = rad/s
4.ふつう
慣性モーメント 18 kg·m² のはずみ車が 700 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 175 N·m を加える。 はずみ車が止まるまでの回転数 N を求めよ。
I = 18 kg·m²n = 700 rpmTb = 175 N·m
N = rev
5.むずかしい
中実の円柱 が、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。 静止状態から出発する。斜面を 3 m 転がり下りるのにかかる時間 t を求めよ。
θ = 40°I = ½·m·r²g = 9.81 m/s²s = 3 m
t = s
6.むずかしい
質量 9.5 kg、長さ 1.3 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 440 m/s で飛んできた 25 g の弾丸が、支点の 1.27 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 = 9.5 kgL = 1.3 mm = 25 gv = 440 m/sd = 1.27 m
ω = rad/s
解答
- 1. Ek = 240.7 kJ
- 2. Ek = 53.91 kJ
- 3. ω = 4.952 rad/s
- 4. N = 43.98 rev
- 5. t = 1.195 s
- 6. ω = 2.591 rad/s
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