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
R = 0.2 mn = 1900 rpm30 kg

はずみ車は、質量 30 kg、半径 0.2 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 Ek を kJ で求めよ。

M = 30 kgR = 0.2 mn = 1900 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
R = 0.55 mn = 1200 rpm180 kg

はずみ車は、質量 180 kg、半径 0.55 m の一様な中実の円板である。 回転数は 1200 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。

M = 180 kgR = 0.55 mn = 1200 rpm
Ek = kJ
3.ふつう
n = 1900 rpmTb​ = 55 N·mI = 36 kg·m²

慣性モーメント 36 kg·m² のはずみ車が 1900 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 55 N·m を加える。 はずみ車が止まるまでの回転数 N を求めよ。

I = 36 kg·m²n = 1900 rpmTb = 55 N·m
N = rev
4.ふつう
n = 900 rpmT = 430 N·m

モーターが 900 rpm でトルク 430 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。

T = 430 N·mn = 900 rpm
P = kW
5.むずかしい
180 m/s25 g1.08 mL = 1.2 m5.5 kg

質量 5.5 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 180 m/s で飛んできた 25 g の弾丸が、支点の 1.08 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。

M = 5.5 kgL = 1.2 mm = 25 gv = 180 m/sd = 1.08 m
ω = rad/s
6.むずかしい
2.5 m/sω

質量 2.5 kg の 中空の球 が、速さ 2.5 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギーのうち、回転の運動エネルギーが占める割合 p(%)を求めよ。

m = 2.5 kgv = 2.5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %

解答

  1. 1. Ek = 11.88 kJ
  2. 2. Ek = 215 kJ
  3. 3. N = 2062 rev
  4. 4. P = 40.53 kW
  5. 5. ω = 1.821 rad/s
  6. 6. p = 40 %

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。