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 = 0.25 m700 → 2200 rpm130 kg

質量 130 kg、回転半径 0.25 m のはずみ車を、700 rpm から 2200 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 430 N·m で、摩擦は無視できる。これにかかる時間 t を求めよ。

m = 130 kgk = 0.25 mn1 = 700 rpmn2 = 2200 rpmT = 430 N·m
t = s
2.やさしい
k = 0.5 m0 → 1600 rpm170 kg

質量 170 kg、回転半径 0.5 m のはずみ車を、静止状態から 1600 rpm まで一様に加速する。 これに 6 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 = 170 kgk = 0.5 mn1 = 0 rpmn2 = 1600 rpmt = 6 s
T = N·m
3.ふつう
n = 2700 rpmTb​ = 25 N·mI = 10 kg·m²

慣性モーメント 10 kg·m² のはずみ車が 2700 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 25 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 = 10 kg·m²n = 2700 rpmTb = 25 N·m
N = rev
4.ふつう
n = 2400 rpmTb​ = 160 N·mI = 40 kg·m²

慣性モーメント 40 kg·m² のはずみ車が 2400 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 160 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。

I = 40 kg·m²n = 2400 rpmTb = 160 N·m
t = s
5.むずかしい
θ = 20°as = 9.5 m

中空の球 が、水平面に対して 20° 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 9.5 m 転がり下りるのにかかる時間 t を求めよ。

θ = 20°I = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 9.5 m
t = s
6.むずかしい
4.5 m/sω

質量 0.5 kg の 中実の球 が、速さ 4.5 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 = 0.5 kgv = 4.5 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

解答

  1. 1. t = 2.968 s
  2. 2. T = 1187 N·m
  3. 3. N = 2545 rev
  4. 4. t = 62.83 s
  5. 5. t = 3.072 s
  6. 6. Erot = 2.025 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。