解答つき剛体の回転ワークシート

はずみ車は、質量 230 kg、半径 0.5 m の一様な中実の円板である。 回転数は 1900 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 160 kg、回転半径 0.45 m のはずみ車を、800 rpm から 1300 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 150 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 2.5 kg、長さ 2.1 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 3 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 14.5 kg、半径 0.5 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。 おもりが 1.5 m 落下した後の速さ v を求めよ。

中空の球 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。 静止状態から出発する。斜面を 1.5 m 転がり下りるのにかかる時間 t を求めよ。

質量 16 kg の 中実の円柱 が、速さ 2.5 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギー E_k を求めよ。