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 = 1 mGOd = 0.15 mm = 10.5 kg

質量 10.5 kg、長さ 1 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.15 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 = 10.5 kgL = 1 md = 0.15 m
IO = kg·m²
2.やさしい
k = 0.35 m1000 → 2600 rpm100 kg

質量 100 kg、回転半径 0.35 m のはずみ車を、1000 rpm から 2600 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 73 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 = 100 kgk = 0.35 mn1 = 1000 rpmn2 = 2600 rpmT = 73 N·m
t = s
3.ふつう
n = 2300 rpmP = 24 kW

軸が 2300 rpm で 24 kW を伝えている。軸のトルク T を求めよ。

P = 24 kWn = 2300 rpm
T = N·m
4.ふつう
n = 2500 rpmTb​ = 95 N·mI = 3.5 kg·m²

慣性モーメント 3.5 kg·m² のはずみ車が 2500 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 95 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。

I = 3.5 kg·m²n = 2500 rpmTb = 95 N·m
t = s
5.むずかしい
6 m/sω

質量 15.5 kg の 薄いフープ が、速さ 6 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 = 15.5 kgv = 6 m/sI = m·r²
Erot = J
6.むずかしい
θ = 40°vs = 6.5 m

薄いフープ が静止状態から出発し、水平面に対して 40° 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 6.5 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

θ = 40°s = 6.5 mI = m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.4 m
ω = rad/s

解答

  1. 1. IO = 1.111 kg·m²
  2. 2. t = 28.12 s
  3. 3. T = 99.64 N·m
  4. 4. t = 9.645 s
  5. 5. Erot = 279 J
  6. 6. ω = 16.01 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。