解答つき剛体の回転ワークシート

質量 60 kg、回転半径 0.6 m のはずみ車を、静止状態から 1500 rpm まで一様に加速する。 これに 21 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。

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（0.5 kg、長さ 0.9 m）の下端に、質量 9.5 kg、半径 0.1 m の薄い中実の円板を固定したものである。円板は自身の面内で振れ、その中心は O の 1 m 下にある。 O まわりの振り子の質量慣性モーメント I_O を求めよ。

質量 4.5 kg、長さ 1.9 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。 質量 4.5 kg の小さな球が、その自由端に固定されている。 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。

質量 12 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 15 kg、半径 0.2 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。 おもりが 1.5 m 落下した後の速さ v を求めよ。

中実の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 15° 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 0.4 m である。斜面に沿って 4.5 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

質量 10 kg、長さ 1.9 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 40 g の弾丸が、支点の 1.56 m 下で棒に当たり、そのまま埋まる。 g = 9.81 m/s² とする。棒が鉛直方向から振れる最大の角度 φ を求めよ。