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
k = 0.35 mn = 2100 rpm60 kg

質量 60 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 2100 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。

M = 60 kgk = 0.35 mn = 2100 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
k = 0.3 m400 → 1000 rpm100 kg

質量 100 kg、回転半径 0.3 m のはずみ車を、400 rpm から 1000 rpm まで一様に加速する。 これに 2 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。

m = 100 kgk = 0.3 mn1 = 400 rpmn2 = 1000 rpmt = 2 s
T = N·m
3.ふつう
v = ?L = 0.6 mm = 3 kg

質量 3 kg、長さ 0.6 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。 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自由端の速さ v を求めよ。

m = 3 kgL = 0.6 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
n = 2600 rpmP = 31.5 kW

軸が 2600 rpm で 31.5 kW を伝えている。軸のトルク T を求めよ。

P = 31.5 kWn = 2600 rpm
T = N·m
5.むずかしい
θ = 25°as = 2 m

中実の球 が、水平面に対して 25° 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 2 m 転がり下りるのにかかる時間 t を求めよ。

θ = 25°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 2 m
t = s
6.むずかしい
4.5 m/sω

質量 18 kg の 中実の球 が、速さ 4.5 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギー Ek を求めよ。

m = 18 kgv = 4.5 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J

解答

  1. 1. Ek = 177.7 kJ
  2. 2. T = 282.7 N·m
  3. 3. v = 4.202 m/s
  4. 4. T = 115.7 N·m
  5. 5. t = 1.162 s
  6. 6. Ek = 255.2 J

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。