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（0.5 kg、長さ 1.2 m）の下端に、質量 4 kg、半径 0.15 m の中実の球を固定したものである。球の中心は O の 1.35 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。

質量 190 kg、回転半径 0.1 m のはずみ車を、静止状態から 1900 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 47 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 1 kg、長さ 1.3 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。 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 3 kg、長さ 0.7 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。 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 の 中空の球 が、速さ 10 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギーのうち、回転の運動エネルギーが占める割合 p（%）を求めよ。

人が摩擦のない回転台の上に立ち、軸から 0.75 m のところで両手にそれぞれ 1 kg のダンベルを持っている。人と回転台だけの軸まわりの慣性モーメントは 2 kg·m² である。40 rpm で回っているところから、ダンベルを軸から 0.2 m のところまで引き寄せる。ダンベルは質点として扱う。新しい回転数 n₂ を rpm で求めよ。