解答つき剛体の回転ワークシート

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（2.5 kg、長さ 1.5 m）の下端に、質量 1.5 kg、半径 0.1 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 I_O を求めよ。

振り子は、上端 O で支持された一様な細い棒（0.5 kg、長さ 0.4 m）の下端に、質量 2 kg、半径 0.25 m の中実の球を固定したものである。球の中心は O の 0.65 m 下にある。 O まわりの振り子の質量慣性モーメント I_O を求めよ。

質量 12 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 17 kg、半径 0.3 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。

質量 11.5 kg、長さ 0.6 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。 放した直後にピンが棒に及ぼす鉛直方向の力 R を求めよ。

質量 4 kg、長さ 1 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 300 m/s で飛んできた 5 g の弾丸が、支点の 0.8 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。

中空の球 が静止状態から出発し、水平面に対して 35° 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 3.5 m 転がった後の速さ v を求めよ。