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。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

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 = 0.4 m0 → 1200 rpm160 kg

質量 160 kg、回転半径 0.4 m のはずみ車を、静止状態から 1200 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 1100 N·m で、摩擦は無視できる。これにかかる時間 t を求めよ。

m = 160 kgk = 0.4 mn1 = 0 rpmn2 = 1200 rpmT = 1100 N·m
t = s
2.やさしい
k = 0.1 m0 → 1500 rpm110 kg

質量 110 kg、回転半径 0.1 m のはずみ車を、静止状態から 1500 rpm まで一様に加速する。 これに 14 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 = 110 kgk = 0.1 mn1 = 0 rpmn2 = 1500 rpmt = 14 s
T = N·m
3.ふつう
9.5 kgaαM = 6.5 kgR = 0.25 m

質量 9.5 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 6.5 kg、半径 0.25 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。 滑車の角加速度 α を求めよ。

m = 9.5 kgM = 6.5 kgR = 0.25 mg = 9.81 m/s²
α = rad/s²
4.ふつう
L = 0.9 mm = 17 kgα

質量 17 kg、長さ 0.9 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 = 17 kgL = 0.9 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.むずかしい
120 m/s35 g0.87 mL = 1.8 m5.5 kg

質量 5.5 kg、長さ 1.8 m の一様な細い棒が、上端の摩擦のない支点からつり下がって静止している。水平に 120 m/s で飛んできた 35 g の弾丸が、支点の 0.87 m 下で棒に当たり、そのまま埋まる。 衝突直後の棒の角速度 ω を求めよ。

M = 5.5 kgL = 1.8 mm = 35 gv = 120 m/sd = 0.87 m
ω = rad/s
6.むずかしい
θ = 20°vs = 7.5 m

中実の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 20° 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 7.5 m 転がった後の速さ v を求めよ。

θ = 20°s = 7.5 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s

解答

  1. 1. t = 2.925 s
  2. 2. T = 12.34 N·m
  3. 3. α = 29.24 rad/s²
  4. 4. R = 41.69 N
  5. 5. ω = 0.6124 rad/s
  6. 6. v = 5.996 m/s

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。