解答つき剛体の回転ワークシート

はずみ車は、質量 80 kg、半径 0.3 m の一様な中実の円板である。 回転数は 600 rpm である。運動エネルギー E_k を kJ で求めよ。

質量 10 kg、回転半径 0.1 m のはずみ車を、静止状態から 400 rpm まで一様に加速する。 駆動トルクは一定の 1.4 N·m で、摩擦は無視できる。これにかかる時間 t を求めよ。

慣性モーメント 6 kg·m² のはずみ車が 1200 rpm で回っている。ブレーキが一定の摩擦トルク 125 N·m を加える。 止まるまでにかかる時間 t を求めよ。

質量 11.5 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 18.5 kg、半径 0.2 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。 おもりが 4.5 m 落下した後の速さ v を求めよ。

人が摩擦のない回転台の上に立ち、軸から 0.8 m のところで両手にそれぞれ 6 kg のダンベルを持っている。人と回転台だけの軸まわりの慣性モーメントは 5 kg·m² である。60 rpm で回っているところから、ダンベルを軸から 0.35 m のところまで引き寄せる。ダンベルは質点として扱う。新しい回転数 n₂ を rpm で求めよ。

質量 3 kg の 中実の円柱 が、速さ 6.5 m/s で滑らずに転がっている。 全運動エネルギー E_k を求めよ。