解答つき剛体の回転ワークシート

質量 110 kg、回転半径 0.5 m のはずみ車を、静止状態から 900 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 1300 N·m で、摩擦は無視できる。これにかかる時間 t を求めよ。

質量 1 kg、長さ 2.5 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.25 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。

モーターが、慣性モーメント 19 kg·m² のはずみ車を、静止状態から 3 s で 300 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 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 11 kg、半径 0.35 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。 おもりの加速度 a を求めよ。

中実の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 30° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 その半径は 0.4 m である。斜面に沿って 7 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

薄いフープ が、水平面に対して 30° 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 μ_s を求めよ。