質量 2 kg と 3 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 70 N が 2 kg のブロックを押し、そのブロックがもう一方を押す。 1 つ目のブロックが 2 つ目のブロックに及ぼす力 Fc 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 = 2 kgm2 = 3 kgF = 70 N
Fc = N
2.やさしい
質量 95 kg の人がエレベーター内で体重計に乗っている。 エレベーターは上向きに動いており、2.5 m/s² で減速している。 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 = 95 kga = 2.5 m/s²g = 9.81 m/s²
N = N
3.ふつう
質量 8 kg のブロックが、水平と 30° をなす斜面をすべり下りる。動摩擦係数は 0.1 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 = 8 kgθ = 30°μ = 0.1g = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.ふつう
質量 10 kg の箱を、水平と 20° をなす斜面に平行な力で、斜面を一定の速さで押し上げる。動摩擦係数は 0.2 である。g = 9.81 m/s² とする。押す力 F を求めよ。
m = 10 kgθ = 20°μ = 0.2g = 9.81 m/s²
F = N
5.むずかしい
30° の斜面上にある質量 1 kg のブロックが、斜面の上端にある摩擦のない滑車を通る軽い糸で、つり下げられた質量 3.5 kg のおもりにつながれている。つり下げられたおもりは下向きに動く。 ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.1 である。 g = 9.81 m/s² とする。 糸の張力 T を求めよ。
m1 = 1 kgm2 = 3.5 kgθ = 30°μ = 0.1g = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
水平な机の上にある質量 9 kg のブロックが、なめらかな滑車にかけた軽い糸で、つり下げた質量 4 kg のおもりとつながれている。 ブロックと机の間の動摩擦係数は 0.25 である。 g = 9.81 m/s² とする。 全体の加速度 a を求めよ。
m1 = 9 kgm2 = 4 kgμ = 0.25g = 9.81 m/s²
a = m/s²
解答
- 1. Fc = 42 N
- 2. N = 694.5 N
- 3. a = 4.055 m/s²
- 4. F = 51.99 N
- 5. T = 12.11 N
- 6. a = 1.321 m/s²
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