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
L = 0.6 mGOd = 0.25 mm = 4 kg

質量 4 kg、長さ 0.6 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.25 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 = 4 kgL = 0.6 md = 0.25 m
IO = kg·m²
2.やさしい
Or = 0.25 mL = 1.2 m1.45 m1 kg9.5 kg

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（1 kg、長さ 1.2 m）の下端に、質量 9.5 kg、半径 0.25 m の中実の球を固定したものである。球の中心は O の 1.45 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 = 1 kgL = 1.2 mmsphere = 9.5 kgr = 0.25 md = 1.45 m
IO = kg·m²
3.ふつう
L = 3 mm = 3.5 kgα

質量 3.5 kg、長さ 3 m の一様な細い棒が、一端をピンで支えられて水平に保たれている。静止状態から放す。g = 9.81 m/s² とする。 放した直後の角加速度 α を求めよ。

m = 3.5 kgL = 3 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ふつう
L = 2.9 mm = 14 kgα

質量 14 kg、長さ 2.9 m の一様な細い棒が、一端をピンで支えられて水平に保たれている。静止状態から放す。g = 9.81 m/s² とする。 放した直後の角加速度 α を求めよ。

m = 14 kgL = 2.9 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
5.むずかしい
θ = 35°vs = 9 m

中実の円柱 が静止状態から出発し、水平面に対して 35° 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 0.2 m である。斜面に沿って 9 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

θ = 35°s = 9 mI = ½·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.2 m
ω = rad/s
6.むずかしい
600 m/s15 g0.49 mL = 0.6 m5.5 kg

質量 5.5 kg、長さ 0.6 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 600 m/s で飛んできた 15 g の弾丸が、支点の 0.49 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 = 5.5 kgL = 0.6 mm = 15 gv = 600 m/sd = 0.49 m
ω = rad/s

解答

  1. 1. IO = 0.37 kg·m²
  2. 2. IO = 20.69 kg·m²
  3. 3. α = 4.905 rad/s²
  4. 4. α = 5.074 rad/s²
  5. 5. ω = 41.09 rad/s
  6. 6. ω = 6.646 rad/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。