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。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
L = 2.4 mGOd = 0.45 mm = 8 kg

質量 8 kg、長さ 2.4 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.45 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 = 2.4 md = 0.45 m
IO = kg·m²
2.やさしい
Or = 0.1 mL = 0.9 m1 m4 kg2 kg

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（4 kg、長さ 0.9 m）の下端に、質量 2 kg、半径 0.1 m の中実の球を固定したものである。球の中心は 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 IO を求めよ。

mrod = 4 kgL = 0.9 mmsphere = 2 kgr = 0.1 md = 1 m
IO = kg·m²
3.ふつう
n = 2200 rpmTb​ = 45 N·mI = 16 kg·m²

慣性モーメント 16 kg·m² のはずみ車が 2200 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 45 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。

I = 16 kg·m²n = 2200 rpmTb = 45 N·m
t = s
4.ふつう
n = 2300 rpmTb​ = 150 N·mI = 1.5 kg·m²

慣性モーメント 1.5 kg·m² のはずみ車が 2300 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 150 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。

I = 1.5 kg·m²n = 2300 rpmTb = 150 N·m
t = s
5.むずかしい
240 m/s50 g1.51 mL = 1.9 m4 kgφ

質量 4 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 240 m/s で飛んできた 50 g の弾丸が、支点の 1.51 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。

M = 4 kgL = 1.9 mm = 50 gv = 240 m/sd = 1.51 mg = 9.81 m/s²
φ = °
6.むずかしい
θ = 25°vs = 7 m

薄いフープ が静止状態から出発し、水平面に対して 25° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 斜面に沿って 7 m 転がった後の速さ v を求めよ。

θ = 25°s = 7 mI = m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s

解答

  1. 1. IO = 5.46 kg·m²
  2. 2. IO = 3.088 kg·m²
  3. 3. t = 81.91 s
  4. 4. t = 2.409 s
  5. 5. φ = 82.9 °
  6. 6. v = 5.387 m/s

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。