解答つき剛体の回転ワークシート

質量 120 kg、回転半径 0.3 m のはずみ車を、静止状態から 200 rpm まで一様に加速する。 これに 23 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。

質量 4 kg、長さ 1.5 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.6 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。

質量 7.5 kg、長さ 1.9 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。

質量 18.5 kg、長さ 1.4 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。 放した直後の自由端の加速度 a_tip を求めよ。

質量 11.5 kg の 中空の球 が、速さ 8.5 m/s で滑らずに転がっている。 回転の運動エネルギー E_rot を求めよ。

中空の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 10° 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 0.1 m である。斜面に沿って 5.5 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。