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 = 0.15 mn = 2400 rpm160 kg

質量 160 kg のはずみ車の、軸まわりの回転半径は 0.15 m である。 回転数は 2400 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。

M = 160 kgk = 0.15 mn = 2400 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
Or = 0.25 mL = 1.1 m1.35 m1 kg9.5 kg

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒(1 kg、長さ 1.1 m)の下端に、質量 9.5 kg、半径 0.25 m の薄い中実の円板を固定したものである。円板は自身の面内で振れ、その中心は O の 1.35 m 下にある。 O まわりの振り子の質量慣性モーメント IO を求めよ。

mrod = 1 kgL = 1.1 mmdisc = 9.5 kgr = 0.25 md = 1.35 m
IO = kg·m²
3.ふつう
L = 2.4 mm = 8.5 kgα

質量 8.5 kg、長さ 2.4 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。 放した直後にピンが棒に及ぼす鉛直方向の力 R を求めよ。

m = 8.5 kgL = 2.4 mg = 9.81 m/s²
R = N
4.ふつう
n = 400 rpmT = 180 N·m

モーターが 400 rpm でトルク 180 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。

T = 180 N·mn = 400 rpm
P = kW
5.むずかしい
9 m/sω

質量 14 kg の 中空の球 が、速さ 9 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 = 14 kgv = 9 m/sI = (2/3)·m·r²
Ek = J
6.むずかしい
θ = 25°a

薄いフープ 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。 滑らないために必要な最小の静止摩擦係数 μs を求めよ。

θ = 25°I = m·r²g = 9.81 m/s²
μs =

解答

  1. 1. Ek = 113.7 kJ
  2. 2. IO = 18.01 kg·m²
  3. 3. R = 20.85 N
  4. 4. P = 7.54 kW
  5. 5. Ek = 945 J
  6. 6. μs = 0.2332

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。