角運動量 ― 問題点と解決策

1.慣性モーメントが2 kg m 2の物体が1 rad/sで回転しています。この物体の角運動量はいくらですか?

既知:

慣性モーメント(I) = 2 kg m 2

角速度( ω ) = 1 rad/s

求む:角運動量(L)

解決策:

角運動量の公式:

L = I ω

L =角運動量(kg m 2 /s)、I =慣性モーメント(kg m 2 )、ω =角速度(rad/s)

角運動量:

L = I ω = (2)(1) = 2 kg m 2 /s

[irp]

2.半径0.1m 、質量2kgの円筒形滑車が、一定の角速度2rad/sで回転している。この滑車の角運動量はいくらか?

角運動量 – 問題と解決策 1既知:

滑車の質量(m) = 2 kg

滑車の半径(r) = 0.1 m

角速度(ω) = 2 r ad/s

求む:角運動量

解決策:

固体円柱の慣性モーメントの公式:

I = 1/2 mr 2

I =慣性モーメント(kg m² )、m =質量(kg)、r =半径(m)

慣性モーメント :

I = 1/2 (2)(0.1) 2 = (1)(0.01) = 0.01 kg m 2

角速度:

L = I ω = ( 0.01 )( 2 ) = 0.02 kg m 2 /s

[irp]

3.質量2kg、半径0.2mの一様な球が4rad/sで回転している。この球の角運動量はいくらか。

角運動量 – 問題と解決策 2既知:

ボールの質量(m) = 2 kg

球の半径(r) = 0.2 m

角速度(ω) = 4 ra d/s

求む:角運動量

解決策:

一様な球の慣性モーメントの公式:

I = (2/5) mr 2

I =慣性モーメント(kg m² )、m = 質量 (kg)、r =半径(m)

一様な球体の慣性モーメント:

I = (2/5)(2)(0.2) 2 = (4/5)(0.04) = 0.032 kg m 2

球の角運動量:

L = I ω = ( 0.032 )( 4 ) = 0.128 kg m 2 /s

[irp]

4.質量1kgの粒子が一定の角速度2rad/sで回転している。円の半径が10cmの場合、角速度はいくらか。

既知:

物体の質量(m) = 1 kg

円の半径(r) = 10 cm = 10/100 = 0.1 m

角速度(ω) = 2 rad/ s

求む:角運動量

解決策:

粒子の慣性モーメントの公式:

I = mr 2 = (1)(0.1) 2 = (1)(0.01) = 0.01 kg m 2

角運動量:

L = I ω = (0.01)(2) = 0.02 kg m 2 /s

コメント