クランク軸の回転軸周りの慣性モーメントの求め方について

このQ&Aのポイント
  • クランク軸の回転軸周りの慣性モーメントの求め方が分かりません。
  • 平行軸の定理を使うことが分かりましたが、解き方がよくわかりません。
  • クランクの接続部分も考慮するのでしょうか?
回答を見る
  • ベストアンサー

クランク軸について。

すいません。また質問させて頂きます。 |-----| |............| |-----| |............| |...........| |............| |-----| |-----| |-----| .............| |...........| | .............| |-----| | このような図なのですが、「.」は無いものとして見てください。 クランク軸の回転軸周りの慣性モーメントの求め方が分かりません。 前々回の質問で平行軸の定理を使うことが分かりましたが、 解き方がよくわかりません。 クランクの接続部分も考慮するのでしょうか? ヒントだけでもいいので、教えて頂けると嬉しいです。 お願い致します。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • yokkun831
  • ベストアンサー率74% (674/908)
回答No.2

補足です。 先の回答は,下の円筒が上の2つの円筒に固定されて ともに回転するという前提での結果です。 クランクという機構上,下の円筒がコネクティングロッド に固定され,ほとんど自転をしないという条件ならば, I'=m(2r)^2=4mr^2 としなければならないでしょう。 そのときは,合計5mr^2になります。

perfects
質問者

お礼

ようやく理解することが出来ました。 有難う御座いました。

その他の回答 (1)

  • yokkun831
  • ベストアンサー率74% (674/908)
回答No.1

3個の円筒の組み合わせと考えてよいでしょうか? 上2個の中心軸が回転軸と見ました。 また,3個の円筒は同じもので,I=1/2・mr^2 としましょう。 上2個の円筒の分は,2×I, 下1個の円筒は,軸が2rずれているので平行軸の定理から I'=I+m(2r)^2=9/2・mr^2 したがって,合計をとって 2I+I'=11/2・mr^2 となると思います。条件が異なるのならば,それにあわせて 計算してみてくださいね。

perfects
質問者

お礼

平行軸の定理を考えてみると、 I'=I+m(2r)^2は、 I'=2I+m(2r)^2になりそうなのですが、 Iになる理由がわかりません。 また、この時のmは下の円筒だけの質量に なるのでしょうか? お願い致します。

関連するQ&A

  • クランク軸

    また質問させて頂きます。 クランク軸の回転軸周りの慣性モーメントの求め方が分かりません。 前回の質問で平行軸の定理を使うことが分かりましたが、 解き方がよくわかりません。 クランクの接続部分も考慮するのでしょうか? このような問題を具体的に解いているサイトや参考書が ありましたら教えて頂けませんか? 宜しくお願い致します。

  • 質問 大学 物理 円錐の慣性モーメントの求め方

    回転軸が、頂点Oを通る底面と平行なときの 円錐の慣性モーメントの求め方の解説をお願いします。 ベルを鳴らすときに横に振るときのイメージの。。。 平行軸の定理I=IG+Ma^2を使って求めると思うのですが。。。 円錐の切り口の円板の慣性モーメントから求めるやり方?で求めています。 例えば質量M[kg]、半径r[m]、高さh[m]の円錐 重心までの距離は回転軸から(3/4)hの高さは求めました。 円板の慣性モーメント(1/4)Ma^2の出し方も少しわからない部分があるので これも教えてもらえたら。

  • 工業力学について。

    クランク軸の回転軸周りの慣性モーメントの求め方が分かりません。 半径Rの円柱の慣性モーメントは、MR^2/2であり、 この公式を使うことは分かるのですが、どのように解くかは 教科書にも書いてありません。 このような問題の解き方が詳しく書いてあるサイトや参考書が ありましたら教えて頂けませんか? 宜しくお願い致します。

  • 慣性モーメントの足し合わせ

    以下の内容が正しいか不安があり、アドバイス 頂けたらと思い投稿しました。 お手数ですが、ご教示お願い致します。 以下、座標系の変換はないものと考える (既知情報の慣性モーメントと知りたい慣性モーメントの座標系は同じ) 【知りたいこと】 物体Aと物体BのASSYのASSY重心周りの慣性モーメント(Ixx,Iyy,Izz,Ixy・・・9成分) 【既知情報】 ・物体Aの重心周りの慣性モーメント(Ixx,Iyy,Izz,Ixy・・・9成分) ・物体Aの重心座標、重量 ・物体Bの重心周りの慣性モーメント(Ixx,Iyy,Izz,Ixy・・・9成分) ・物体Bの重心座標、重量 【私の考え】 1.物体Aと物体Bの重心(点C)を算出 2.物体Aの点C周りの慣性モーメント算出(平行軸の定理) 3.物体Bの点C周りの慣性モーメント算出(平行軸の定理) 4.「2.」と「3.」で算出した慣性モーメントの各9成分を単純に足し算する。 如何でしょうか。簡単なことかもで恐縮ですが、 よろしくお願いいたします。 平行軸の定理は I=Ig+Md2 を9成分に適用してます。 間違えました。 「追記:2014-07-19 21:01:50」 の内容ではなく、 平行軸の定理は http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/mom_tensor.html の一番下の式を使いました。

  • 力学、モーメントの問題で分かりませんorz

    物理の力学の問題で全然わからない問題があって回答頼みます。 1 質量M,長さLの一様な棒の一端に、棒の長さ方向と直角な回転軸を考える。 (i)軸からxのところの微小長さΔxの部分の軸に対する慣性モーメントを求めよ。 (ii)これを棒全体について積分し、棒全体の慣性モーメントを求めよ。 (iii)棒の一端に棒と軸に直角に力Fを加えたときの棒の回転運動方程式を求めよ。 2 質量がM,半径がRの円板がある。 (i)回転軸のまありの慣性モーメントを求めよ。 (ii)円板の外周に沿って力Fを加えたとき、円板が軸のまわりに得る角加速度はいくらか。 (iii)回転軸を平行移動して円板の外周に移動させた。慣性モーメントはいくらになるか。 図も無く問題量も多いですが、1問でもいいので解説お願いします。

  • 中空軸ギアヘッド出力軸許容慣性モーメントの求め方

    いつも大変お世話になっております。表題にもある通り中空軸ギアヘッド出力軸許容慣性モーメントの求め方が知りたくご質問させていただきます。 添付のカタログには内部慣性モーメント0.0000367kg・m2(入力軸換算)は記載されておりますが出力軸許容慣性モーメントの記載がありません。 内部慣性モーメントとはどのようなものでしょうか? また、中空軸ギアヘッド出力軸許容モーメントを求める方法をご教示願います。

  • 慣性モーメント

    類似の質問がありませんでしたので質問させていただきます。 半径rの円盤について、回転軸が板面に平行なものの慣性モーメントの求め方がわかりません。 どのようにしたらよいのでしょうか。 よろしくお願いします。

  • 円柱と円盤の慣性モーメント

    ふたつの違いがわからないため質問させていただきます。 左の図で、直交軸の定理を利用すればMR^2/4になることはわかるのですが、 右の図もZ軸があるのですが、答えはMR^2/2です。 この二つの慣性モーメントは回る方向が違っているのでしょうか? 問題にはどういう方向で回るかは書いていませんでした。 よろしくお願いします。

  • この物体の慣性モーメント

    こんにちは、いつもお世話になっております。 ある形状の慣性モーメントの求め方について困っておりまして、ご教示下さい。 ある問題で図のグレーの部分の慣性モーメント I (灰色)を求めるというのに出会いました。 図のとおりなのですが、いわゆるカムと呼ばれるものと認識しております(間違っていたらすみません)。 回転の軸が、グレーの円盤の中心ではなく、少しずれた位置、R/2ずれた位置にあります。 質量は、円盤が完全な空洞のない状態の場合、M、でして、実際は四分の一が抜けているため、 3/4 Mとお考え下さい。 模範解答では、 まず、グレーの円盤が完全なものだとした場合の慣性モーメントI (大円盤)を、平行軸の定理から求めます。 次に抜けている部分(直径R、半径R/2の小さな円盤)があったとした場合を考え、その小さな円盤の慣性モーメント I (小円盤)を求めます。 そして、I (大円盤) - I (小円盤)が求めるべき慣性モーメント I (灰色)だというように記載がありました ・・・・(1) つまり、 I(大円盤) = 1/2 MR^2 + 1/4 MR^2 (平行軸の定理) I (小円盤) については、 質量がM/4で、半径がR/2であるため、 I (小円盤) = 1/2 (M/4) (R/2)^2 したがって、 I (灰色) = 1/2 MR^2 + 1/4 MR^2 - 1/2 (M/4) (R/2)^2 = 23/32 MR^2 となります。しかしながら、ここで、小円盤が抜けている 灰色の部分の質量は、3/4 Mであるため、 実際は、I (灰色) = 23/32 x {(M ÷ 3/4 (M)} R^2 = 23/24 MR^2 ・・・・(2) となり、答えは、 23/24 MR^2 でした。 ここで、私の疑問です。 まず、(1)の箇所で、なぜこのように単純に慣性モーメントの差を 求めるべき灰色の物体の慣性モーメントとしていいよいのでしょうか。 そうだと言われれば、それまでなのですが、積分計算して確かめてみたいです。 しかし、回転軸が中心からずれていることから、計算式の立て方が分かりません。 お教え頂けないでしょうか。 次に、(2)の箇所です。なぜ灰色部分の質量を考え「直す」必要があるのか分かりません。 すでに(1)の段階で差し引きをしていることから、灰色の部分の質量はすでに加味されている と漠然ですが、考えてしまいます。しかも、Mの代わりに、3/4Mを代入するのではなく、 なぜかMを3/4Mで割っており、余計に混乱してしまいました。 悩み続けておりますが、どうにも答えが出ません。模範解答は 「灰色の部分の質量は、3/4 Mであるため、」としか書いておらず、 助けになりません。 どうか、ご教示下さい。お願いします。 なお、以上の数式や表現(たとえば、 I(大円盤)など)は テキストで上付きや下付きができなかったため、このようにさせて頂きました。 分かり辛いようでしたら、改めて書き直しますゆえ、どうぞ宜しくお願いします。

  • 慣性モーメントの問題について教えてください

    質量M、半径a、高さhの円柱の上円面に接し、その上円面の中心をとおる軸回りの慣性モーメントIを求めよ。 という問題なのですが、以下のような求め方でいいのでしょうか? (1)円板の慣性モーメントの公式(1/2Ma^2)を用いて円柱の重心をとおる軸回りの慣性モーメント(Ig)を求める Ig=M/2・a^2 (2)平行軸の定理を用いて重心からh/2離れた慣性モーメントを求める I=Ig+M・(h/2)^2=M/4(2a^2+h)