解答つき剛体の回転ワークシート

質量 6.5 kg、長さ 2.9 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.45 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 I_O を求めよ。

はずみ車は、質量 250 kg、半径 0.3 m の一様な中実の円板である。 回転数は 3000 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

モーターが、慣性モーメント 5 kg·m² のはずみ車を、静止状態から 42 s で 3000 rpm まで加速する。損失を無視して、モーターが供給する平均動力 P_avg を kW で求めよ。

質量 8.5 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 20 kg、半径 0.15 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。 滑車の角加速度 α を求めよ。

薄いフープ が静止状態から出発し、水平面に対して 40° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 斜面に沿って 7.5 m 転がった後の速さ v を求めよ。

質量 13.5 kg の 中実の円柱 が、速さ 7 m/s で滑らずに転がっている。 回転の運動エネルギー E_rot を求めよ。