質量 20 kg の木箱を水平なロープで床の上を引く。動摩擦係数は 0.4 である。g = 9.81 m/s² とする。木箱に 1 m/s² の加速度を与える引く力 F はいくらか。
解答つきニュートンの法則ワークシート
1.やさしい
m = 20 kgμ = 0.4a = 1 m/s²g = 9.81 m/s²
F = N
2.やさしい
質量 80 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 2 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 = 80 kga = 2 m/s²g = 9.81 m/s²
N = N
3.ふつう
質量 9 kg のブロックが、水平と 20° 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 = 9 kgθ = 20°μ = 0.2g = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.ふつう
質量 3 kg のブロックが、水平と 45° をなす斜面をすべり下りる。動摩擦係数は 0.15 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 = 3 kgθ = 45°μ = 0.15g = 9.81 m/s²
a = m/s²
5.むずかしい
水平な机の上にある質量 9.5 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 0.5 kg のおもりとつながれている。 机の面はなめらかである。 g = 9.81 m/s² とする。 糸の張力 T を求めよ。
m1 = 9.5 kgm2 = 0.5 kgμ = 0g = 9.81 m/s²
T = N
6.むずかしい
水平な机の上にある質量 1.5 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 3 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 = 1.5 kgm2 = 3 kgμ = 0.25g = 9.81 m/s²
a = m/s²
解答
- 1. F = 98.48 N
- 2. N = 624.8 N
- 3. a = 1.512 m/s²
- 4. a = 5.896 m/s²
- 5. T = 4.66 N
- 6. a = 5.723 m/s²
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