解答つき剛体の回転ワークシート

質量 50 kg、回転半径 0.4 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 25 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 160 kg のはずみ車の、軸まわりの回転半径は 0.6 m である。 回転数は 2800 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 17 kg、長さ 1 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。

質量 7 kg、長さ 2.6 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。 放した直後の角加速度 α を求めよ。

質量 3.5 kg、長さ 0.7 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 15 g の弾丸が、支点の 0.68 m 下で棒に当たり、そのまま埋まる。 g = 9.81 m/s² とする。棒が鉛直方向から振れる最大の角度 φ を求めよ。

質量 5 kg の 中実の球 が、速さ 4.5 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。