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。

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 = 1.6 mGOd = 0.55 mm = 9 kg

質量 9 kg、長さ 1.6 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.55 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 kgL = 1.6 md = 0.55 m
IO = kg·m²
2.やさしい
k = 0.35 m0 → 300 rpm100 kg

質量 100 kg、回転半径 0.35 m のはずみ車を、静止状態から 300 rpm まで一様に加速する。 これに 11 s かかる。摩擦を無視して、必要な一定のトルク T を求めよ。

m = 100 kgk = 0.35 mn1 = 0 rpmn2 = 300 rpmt = 11 s
T = N·m
3.ふつう
n = 1900 rpmT = 1350 N·m

モーターが 1900 rpm でトルク 1350 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。

T = 1350 N·mn = 1900 rpm
P = kW
4.ふつう
n = 2900 rpmT = 630 N·m

モーターが 2900 rpm でトルク 630 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。

T = 630 N·mn = 2900 rpm
P = kW
5.むずかしい
θ = 25°vs = 2.5 m

中実の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 25° 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 0.1 m である。斜面に沿って 2.5 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

θ = 25°s = 2.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.1 m
ω = rad/s
6.むずかしい
1 m/sω

質量 18 kg の 薄いフープ が、速さ 1 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 = 18 kgv = 1 m/sI = m·r²
Ek = J

解答

  1. 1. IO = 4.643 kg·m²
  2. 2. T = 34.99 N·m
  3. 3. P = 268.6 kW
  4. 4. P = 191.3 kW
  5. 5. ω = 38.48 rad/s
  6. 6. Ek = 18 J

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。