質量 10 kg と 2 kg の 2 つのブロックが、摩擦のない床の上に並んで置かれている。水平な力 65 N が 10 kg のブロックを押し、そのブロックがもう一方を押す。 ブロックの加速度 a を求めよ。
解答つきニュートンの法則ワークシート
1.やさしい
m1 = 10 kgm2 = 2 kgF = 65 N
a = m/s²
2.やさしい
質量 65 kg の人がエレベーター内で体重計に乗っている。 エレベーターが 0.5 m/s² の加速度で下向きに動き始める。 g = 9.81 m/s² とする。体重計が人に及ぼす力 N(ニュートン単位での体重計の読み)を求めよ。
m = 65 kga = 0.5 m/s²g = 9.81 m/s²
N = N
3.ふつう
質量 7 kg と 6.5 kg のおもりが、軽くて摩擦のない滑車の両側に軽い糸でつながれてつり下げられている。系を静かに放す。g = 9.81 m/s² とする。 糸の張力 T を求めよ。
m1 = 7 kgm2 = 6.5 kgg = 9.81 m/s²
T = N
4.ふつう
質量 19 kg のブロックが、水平と 40° をなす斜面をすべり下りる。動摩擦係数は 0.2 である。 g = 9.81 m/s² とする。斜面に沿ったブロックの加速度 a を求めよ。
m = 19 kgθ = 40°μ = 0.2g = 9.81 m/s²
a = m/s²
5.むずかしい
ブロックを押して、25° の斜面を速さ 5.5 m/s ですべり上がらせる。動摩擦係数は 0.25 である。g = 9.81 m/s² とする。止まるまでに斜面に沿ってどれだけの距離 d すべるか。
v₀ = 5.5 m/sθ = 25°μ = 0.25g = 9.81 m/s²
d = m
6.むずかしい
水平な床の上の 2 つのブロックが軽い水平な糸でつながれている。水平な力 150 N が前の 11 kg のブロックを引き、1 kg のブロックは後ろから引かれる。両方のブロックの動摩擦係数は 0.3 である。g = 9.81 m/s² とする。 ブロックの加速度 a を求めよ。
m1 = 1 kgm2 = 11 kgF = 150 Nμ = 0.3g = 9.81 m/s²
a = m/s²
解答
- 1. a = 5.417 m/s²
- 2. N = 605.1 N
- 3. T = 66.13 N
- 4. a = 4.803 m/s²
- 5. d = 2.375 m
- 6. a = 9.557 m/s²
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