2013年度 機械 問10 2013年度 機械 問10

電動機ではずみ車を加速して、運動エネルギーを蓄えることを考える。 まず、加速するための電動機のトルクを考える。加速途中の電動機の回転速度を \(N\) \([min^{-1}]\) とすると、そのときの毎秒の回転速度 \(n\) \([s^{-1}]\) は①式で表される。 (ア) ... ① この回転速度 \(n\) \([s^{-1}]\) から②式で角速度 \(\omega\) [rad/s] を求めることができる。 (イ) ... ② このときの電動機が1秒間にする仕事、すなわち出力を \(P\) [W] とすると、トルク \(T\) [N・m] は③式となる。 (ウ) ... ③ ③式のトルクによってはずみ車を加速する。電動機が出力し続けて加速している間、この分のエネルギーがはずみ車に注入される。電動機に直結するはずみ車の慣性モーメントを \(I\) \([kg\cdot m^{2}]\) として、加速が完了したときの電動機の角速度を \(\omega_{0}\) [rad/s] とすると、このはずみ車に蓄えられている運動エネルギー \(E\) [J] は④式となる。 (エ) ... ④ 上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。