はずみ車は、質量 270 kg、半径 0.55 m の一様な中実の円板である。 回転数は 1300 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。
解答つき剛体の回転ワークシート
1.やさしい
M = 270 kgR = 0.55 mn = 1300 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒(4.5 kg、長さ 1.4 m)の下端に、質量 7 kg、半径 0.2 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 1.6 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 = 4.5 kgL = 1.4 mmdisc = 7 kgr = 0.2 md = 1.6 m
IO = kg·m²
3.ふつう
軸が 500 rpm で 133.5 kW を伝えている。軸のトルク T を求めよ。
P = 133.5 kWn = 500 rpm
T = N·m
4.ふつう
慣性モーメント 14 kg·m² のはずみ車が 2400 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 50 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。
I = 14 kg·m²n = 2400 rpmTb = 50 N·m
t = s
5.むずかしい
質量 11.5 kg の 中実の球 が、速さ 2.5 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギーのうち、回転の運動エネルギーが占める割合 p(%)を求めよ。
m = 11.5 kgv = 2.5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %
6.むずかしい
中実の円柱 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 μs を求めよ。
θ = 30°I = ½·m·r²g = 9.81 m/s²
μs =
解答
- 1. Ek = 378.4 kJ
- 2. IO = 21 kg·m²
- 3. T = 2550 N·m
- 4. t = 70.37 s
- 5. p = 28.57 %
- 6. μs = 0.1925
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。