解答つき剛体の回転ワークシート

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（2.5 kg、長さ 0.5 m）の下端に、質量 1.5 kg、半径 0.05 m の中実の球を固定したものである。球の中心は O の 0.55 m 下にある。 O まわりの振り子の質量慣性モーメント I_O を求めよ。

はずみ車は、質量 270 kg、半径 0.55 m の一様な中実の円板である。 回転数は 1700 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 6.5 kg、長さ 0.8 m の一様な細い棒が、一端をピンで支えられ、水平な位置から静止状態で放される。 質量 5 kg の小さな球が、その自由端に固定されている。 摩擦を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 棒が鉛直位置を通過するときの自由端の速さ v を求めよ。

質量 4 kg、長さ 0.9 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。 放した直後の自由端の加速度 a_tip を求めよ。

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。 斜面に沿って 3 m 転がった後の速さ v を求めよ。

質量 3 kg、長さ 0.8 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 140 m/s で飛んできた 35 g の弾丸が、支点の 0.77 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。