解答つき剛体の回転ワークシート

質量 110 kg のはずみ車の、軸まわりの回転半径は 0.35 m である。 回転数は 2400 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 20 kg、回転半径 0.25 m のはずみ車を、300 rpm から 1500 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 22 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 5 kg、長さ 1.2 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 0.5 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角速度 ω を求めよ。

質量 6 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 17 kg、半径 0.2 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。

質量 10 kg、長さ 1.2 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 600 m/s で飛んできた 45 g の弾丸が、支点の 0.48 m 下で棒に当たり、そのまま埋まる。 衝突直後の棒の角速度 ω を求めよ。

質量 0.5 kg の 薄いフープ 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。