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 = 0.9 mGOd = 0.25 mm = 9.5 kg

質量 9.5 kg、長さ 0.9 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 = 9.5 kgL = 0.9 md = 0.25 m
IO = kg·m²
2.やさしい
L = 0.5 mGOd = 0.15 mm = 3.5 kg

質量 3.5 kg、長さ 0.5 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 = 3.5 kgL = 0.5 md = 0.15 m
IO = kg·m²
3.ふつう
L = 2.2 mm = 7.5 kgα

質量 7.5 kg、長さ 2.2 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 atip を求めよ。

m = 7.5 kgL = 2.2 mg = 9.81 m/s²
atip = m/s²
4.ふつう
0 → 500 rpmI = 22.5 kg·m²

モーターが、慣性モーメント 22.5 kg·m² のはずみ車を、静止状態から 46 s で 500 rpm まで加速する。損失を無視して、モーターが供給する平均動力 Pavg を kW で求めよ。

I = 22.5 kg·m²n = 500 rpmt = 46 s
Pavg = kW
5.むずかしい
3 m/sω

質量 3.5 kg の 中実の球 が、速さ 3 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギー Ek を求めよ。

m = 3.5 kgv = 3 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J
6.むずかしい
θ = 20°vs = 8 m

中実の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 20° 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 8 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

θ = 20°s = 8 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.2 m
ω = rad/s

解答

  1. 1. IO = 1.235 kg·m²
  2. 2. IO = 0.1517 kg·m²
  3. 3. atip = 14.71 m/s²
  4. 4. Pavg = 0.6705 kW
  5. 5. Ek = 22.05 J
  6. 6. ω = 30.96 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。