解答つき剛体の回転ワークシート

はずみ車は、質量 260 kg、半径 0.4 m の一様な中実の円板である。 回転数は 600 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 190 kg、回転半径 0.3 m のはずみ車を、静止状態から 1300 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 120 N·m で、摩擦は無視できる。これにかかる時間 t を求めよ。

質量 14 kg、長さ 0.6 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。 放した直後の自由端の加速度 a_tip を求めよ。

質量 11 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 10 kg、半径 0.3 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。 ひもの張力 T 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 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。 斜面に沿って 3.5 m 転がった後の速さ v を求めよ。

中実の球 が、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。 滑らないために必要な最小の静止摩擦係数 μ_s を求めよ。