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。

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1.やさしい
k = 0.15 m1000 → 2800 rpm200 kg

質量 200 kg、回転半径 0.15 m のはずみ車を、1000 rpm から 2800 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 47 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 = 200 kgk = 0.15 mn1 = 1000 rpmn2 = 2800 rpmT = 47 N·m
t = s
2.やさしい
k = 0.3 mn = 2100 rpm90 kg

質量 90 kg のはずみ車の、軸まわりの回転半径は 0.3 m である。 回転数は 2100 rpm である。運動エネルギー Ek を kJ で求めよ。

M = 90 kgk = 0.3 mn = 2100 rpm
Ek = kJ
3.ふつう
n = 1400 rpmT = 100 N·m

モーターが 1400 rpm でトルク 100 N·m を出している。その出力 P を kW で求めよ。

T = 100 N·mn = 1400 rpm
P = kW
4.ふつう
n = 700 rpmTb​ = 140 N·mI = 26.5 kg·m²

慣性モーメント 26.5 kg·m² のはずみ車が 700 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 140 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。

I = 26.5 kg·m²n = 700 rpmTb = 140 N·m
t = s
5.むずかしい
θ = 30°as = 2.5 m

中実の球 が、水平面に対して 30° 傾いた斜面を滑らずに転がり下りる。g = 9.81 m/s² とする。 静止状態から出発する。斜面を 2.5 m 転がり下りるのにかかる時間 t を求めよ。

θ = 30°I = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²s = 2.5 m
t = s
6.むずかしい
θ = 20°vs = 1 m

中実の球 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。 斜面に沿って 1 m 転がった後の速さ v を求めよ。

θ = 20°s = 1 mI = (2/5)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s

解答

  1. 1. t = 18.05 s
  2. 2. Ek = 195.9 kJ
  3. 3. P = 14.66 kW
  4. 4. t = 13.88 s
  5. 5. t = 1.195 s
  6. 6. v = 2.189 m/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。