解答つき剛体の回転ワークシート

質量 10 kg、長さ 2.7 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 1.05 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。

質量 10 kg、回転半径 0.35 m のはずみ車を、静止状態から 1800 rpm まで一様に加速する。 これに 23 s かかる。摩擦を無視して、必要な一定のトルク T を求めよ。

質量 17.5 kg、長さ 1.1 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。

慣性モーメント 24 kg·m² のはずみ車が 1500 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 35 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。

一様な中実の円板（質量 15 kg、半径 0.4 m）が、鉛直で摩擦のない軸のまわりに 350 rpm で自由に回っている。質量 10 kg で同じ半径の薄いリングを、軸の中心に合わせて静止状態から落とすと、2 つはすぐに一緒に回り出す。 この過程で失われる運動エネルギー ΔE を求めよ。

中空の球 が静止状態から出発し、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。 斜面に沿って 5.5 m 転がった後の速さ v を求めよ。