回転力学 ― 問題点と解決策

1. 円筒形プーリーに巻き付けられたコードに力Fが加えられます。トルク2 N m、慣性モーメントは1 kg m 2です円筒の角加速度はいくらですか。

回転力学 ― 問題と解決策 1既知:

トルク(τ )= 2 N m

慣性モーメント (I) = 1 kg m 2

求む:円筒の角加速度

解決策:

Στ = I α

Στ = 正味トルク、I = 慣性モーメント、α = 角加速度

円筒の角加速度:

α = Στ / I = 2 / 1 = 2 rad/s 2

参照  光学機器と人間の目 ― 問題点と解決策

2. 円筒形滑車に巻き付けられたコードに力 F が加えられます。力の大きさは 10 N、円筒の半径は 0.2 m、慣性モーメントは1 kg m 2 です。円筒の角加速度はいくらですか?

回転力学 ― 問題と解決策 2既知:

力(F)= 10 N

円筒の半径(R)=0.2m

慣性モーメント (I) = 1 kg m 2

求めるもの:円筒の角加速度。

解決策:

τ = FR

τ = トルク、F = 力、R = 円筒の半径

トルク:

τ = FR = (1 0 N)(0.2 m) = 2 N・m

Στ = I α

Στ = 正味トルク、I = 慣性モーメント、α = 角加速度

円筒の角加速度:

α = Στ / I = 2 / 1 = 2 rad/s 2

参照  二重スリット干渉 ― 問題点と解決策

3. 円筒プーリーに巻き付けられたコードに力 F が加えられます。力の大きさは 10 N、円筒の半径は 0.2 m、円筒の質量は 20 kg m 2です。円筒の角加速度はいくらですか。

回転力学 ― 問題と解決策 3既知:

力(F)= 10 N

円筒の半径(R)=0.2m

シリンダーの質量 (M) = 20 kg

求む:円筒の角加速度

解決策:

τ = FR = (1 0 N)(0.2 m) = 2 N・m

慣性モーメント :

I = 1⁄2 MR 2 = 1⁄2 (20)(0.2) 2 = 1⁄2 (20)(0.04) = 0.4 kg m 2

円筒の角加速度:

α = Στ / I = 2 / 0.4 = 5 rad/s 2

参照  線膨張 – 問題点と解決策

4. 円筒形の滑車に巻き付けられた紐から吊り下げられた 1 kg のブロック。滑車の慣性モーメントは 1 kg m 2、滑車の半径は 0.2 m です。滑車の角加速度はいくらですか。重力による加速度は 10 m/s 2です。

回転力学 ― 問題と解決策 4既知:

滑車の慣性モーメント (I) = 1 kg m 2

ブロックの質量(m) = 1 kg

重力加速度 (g) = 10 m/

重量(w) = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 N

滑車の半径(R)=0.2m

求む:角加速度

解決策:

トルク:

τ = FR = w R = (1 0 N)(0.2 m) = 2 N・m

慣性モーメント :

I = 1 kg m 2

角加速度:

α = Στ / I = 2 / 1 = 2 rad/s 2

参照  コンポーネントを使用したベクトルの加算 – 問題点と解決策

5. 円筒形の滑車に巻き付けられた紐から1kgのブロックが吊り下げられています。滑車の質量は20kg 、半径は0,2mです。滑車の角加速度とブロックの自由落下加速度はいくらですか。重力による加速度は10m/s²です

回転力学 ― 問題と解決策 5既知:

滑車の質量 (M) = 20 kg

滑車の半径(R)=0,2m

ブロックの質量 (m) = 1 kg

重力加速度 (g) = 10 m/

重量 (w) = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 N

求めるもの:滑車の角加速度とブロックの自由落下加速度。

解決策:

トルク:

τ = FR = w R = (1 0 N)(0.2 m) = 2 N・m

円筒プーリーの慣性モーメント:

I = 1⁄2 MR 2 = 1⁄2 (20)(0.2) 2 = (10)(0.04) = 0.4 kg m 2

滑車の角加速度:

α = Στ / I = 2 / 0.4 = 5 rad/s 2

ブロックの自由落下加速度:

a = R α = (0.2)(5) = 1 m/s 2

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