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。トルクは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。
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
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?
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
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。
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
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。
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/ s²
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
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。
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/ s²
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