質量 280 kg のはずみ車の、軸まわりの回転半径は 0.35 m である。 回転数は 1700 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 = 280 kgk = 0.35 mn = 1700 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
質量 8 kg、長さ 3 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.3 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 = 8 kgL = 3 md = 0.3 m
IO = kg·m²
3.ふつう
モーターが 1900 rpm でトルク 730 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。
T = 730 N·mn = 1900 rpm
P = kW
4.ふつう
質量 5 kg、長さ 1.7 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自由端の速さ v を求めよ。
m = 5 kgL = 1.7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 8 kg、長さ 1.6 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 480 m/s で飛んできた 30 g の弾丸が、支点の 0.89 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 = 8 kgL = 1.6 mm = 30 gv = 480 m/sd = 0.89 m
ω = rad/s
6.むずかしい
薄いフープ が静止状態から出発し、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。 その半径は 0.3 m である。斜面に沿って 5 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。
θ = 30°s = 5 mI = m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.3 m
ω = rad/s
解答
- 1. Ek = 543.5 kJ
- 2. IO = 6.72 kg·m²
- 3. P = 145.2 kW
- 4. v = 7.073 m/s
- 5. ω = 1.871 rad/s
- 6. ω = 16.51 rad/s
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