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。