角速度と線速度 ― 問題と解決策

1.紐の端にあるボールが、半径2メートルの水平円周上を一定の角速度10 rad/sで等速回転している。次の位置にある点の線速度の大きさを求めよ。

(a)中心から0.5メートル

(b)中心から1メートル

(c)中心から2メートル

既知:

半径(r) = 0.5メートル、1メートル、3メートル

角速度= 10 ラジアン/秒/秒

求む:線速度

解決策:

v = r ω

v =線速度、r =半径、ω =角速度

(a)r = 0.5メートルの位置にある点の線速度(v)

v = r ω = (0.5メートル/秒)(10ラジアン/秒) = 5メートル/秒/秒

(b)r = 1メートルの位置にある点の線速度(v)

v = r ω = (1メートル)(10 rad/s) = 10メートルs /秒

(c) r = 2メートル/秒の位置にある点の線速度(v)

v = r ω = (2メートル/秒)(10ラジアン/秒) = 20メートル/秒/秒

参照  気体分子運動論 - 問題と解答

2.ミキサーのブレードは毎分5000回転で回転します。線速度の大きさを求めなさい。

(a)中心から5cm離れた点

(b)中心から10cm離れた点

既知:

半径(r)=5cmと10cm

角速度 (ω) = 5000 革命 / 60秒エコンド = 83.3 革命 / se条件 = (83.3)(6.28ラジアン) / se条件 = 523.3ラジアンs / se条件

求めるもの:線速度の大きさ

解決策:

(a)中心から0.05m離れた点の線速度の大きさ

v = r ω = (0.05 m)( 523.3 rad/s) = 26 m/s

(b)中心から0,1m離れた点の線速度の大きさ

v = r ω = (0.1 m)( 523.3 rad/s) = 52 m/s

3.半径30cmの車輪の縁にある点が、一定速度10メートル/秒で円周上を運動している。

角速度の大きさはどれくらいですか?

既知:

半径 ( r) = 30 cm = 0.3 メートル/秒

線速度(v) = 10 メートル/秒/秒

求められているもの:角速度

解決策:

ω = v / r = 10 / 0.3 = 33 ラジアン/秒/秒

参照  抵抗回路 – 問題点と解決策

4.直径50cmのタイヤを装着した車が1秒間に10メートル走行します。角速度はいくらですか?

既知:

半径(r) = 0.25メートル

タイヤの縁にある点の線速度(v) = 10 メートル/秒/秒

求む:角速度

解決策:

ω = v / r = 10 / 0.25 = 40 ラジアン/秒/秒

5. 20cmラジアンの車輪の角速度は120rpmです。車が10秒間に走行した場合、距離はどれくらいですか。

既知:

半径(r) = 20 cm = 0.2 メートル/秒

角速度 = 120 回転 / 60秒条件 = 2 回転 / se条件 = (2)(6.28)ラジアンs / se条件 = 12.56ラジアンs / se条件

求む:距離

解決策:

車輪の縁の速度:

v = r ω = (0.2メートル/秒)(12.56ラジアン/秒/秒) = 2.5メートル/秒/秒

2.5メートルs / secondは、ホイールの移動範囲の端にある点を意味します。 2.5メートルs 1秒ごとに. 後 10秒条件, ポイントが移動する 25メートルs.

つまり、距離は25メートル/秒です。

参照  摩擦力の式

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