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。

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。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
k = 0.6 mn = 1400 rpm20 kg

質量 20 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 1400 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。

M = 20 kgk = 0.6 mn = 1400 rpm
Ek = kJ
2.やさしい
L = 2 mGOd = 0.7 mm = 2.5 kg

質量 2.5 kg、長さ 2 m の一様な細い棒が、棒に垂直で重心 G から 0.7 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 IO を求めよ。

m = 2.5 kgL = 2 md = 0.7 m
IO = kg·m²
3.ふつう
0 → 1700 rpmI = 5 kg·m²

モーターが、慣性モーメント 5 kg·m² のはずみ車を、静止状態から 18 s で 1700 rpm まで加速する。損失を無視して、モーターが供給する平均動力 Pavg を kW で求めよ。

I = 5 kg·m²n = 1700 rpmt = 18 s
Pavg = kW
4.ふつう
n = 2900 rpmT = 1760 N·m

モーターが 2900 rpm でトルク 1760 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。

T = 1760 N·mn = 2900 rpm
P = kW
5.むずかしい
θ = 10°a

中実の球 が、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。 中心の加速度 a を求めよ。

θ = 10°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
a = m/s²
6.むずかしい
θ = 20°vs = 4.5 m

中実の円柱 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。 その半径は 0.4 m である。斜面に沿って 4.5 m 転がった後の角速度 ω を求めよ。

θ = 20°s = 4.5 mI = ½·m·r²g = 9.81 m/s²r = 0.4 m
ω = rad/s

解答

  1. 1. Ek = 77.38 kJ
  2. 2. IO = 2.058 kg·m²
  3. 3. Pavg = 4.402 kW
  4. 4. P = 534.5 kW
  5. 5. a = 1.217 m/s²
  6. 6. ω = 11.22 rad/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。