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 = 0.3 m0 → 1500 rpm10 kg

質量 10 kg、回転半径 0.3 m のはずみ車を、静止状態から 1500 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 28 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 = 10 kgk = 0.3 mn1 = 0 rpmn2 = 1500 rpmT = 28 N·m
t = s
2.やさしい
Or = 0.15 mL = 0.8 m0.95 m3.5 kg10 kg

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（3.5 kg、長さ 0.8 m）の下端に、質量 10 kg、半径 0.15 m の中実の球を固定したものである。球の中心は O の 0.95 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 = 3.5 kgL = 0.8 mmsphere = 10 kgr = 0.15 md = 0.95 m
IO = kg·m²
3.ふつう
n = 2300 rpmTb​ = 150 N·mI = 32.5 kg·m²

慣性モーメント 32.5 kg·m² のはずみ車が 2300 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 150 N·m を加える。 はずみ車が止まるまでの回転数 N を求めよ。

I = 32.5 kg·m²n = 2300 rpmTb = 150 N·m
N = rev
4.ふつう
L = 0.9 mm = 9.5 kgα

質量 9.5 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 = 9.5 kgL = 0.9 mg = 9.81 m/s²
R = N
5.むずかしい
1 m/sω

質量 16 kg の 中空の球 が、速さ 1 m/s で滑らずに転がっている。 回転の運動エネルギー Erot を求めよ。

m = 16 kgv = 1 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J
6.むずかしい
θ = 15°a

薄いフープ が、水平面に対して 15° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 中心の加速度 a を求めよ。

θ = 15°I = m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²

解答

  1. 1. t = 5.049 s
  2. 2. IO = 9.862 kg·m²
  3. 3. N = 1000 rev
  4. 4. R = 23.3 N
  5. 5. Erot = 5.333 J
  6. 6. a = 1.27 m/s²

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。