質量 1 kg と 10 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 40 N が 1 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 = 1 kgm2 = 10 kgF = 40 N
Fc = N
2.やさしい
質量 3 kg と 8 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 10 N が 3 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。
m1 = 3 kgm2 = 8 kgF = 10 N
Fc = N
3.ふつう
質量 8.5 kg と 3.5 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 = 8.5 kgm2 = 3.5 kgg = 9.81 m/s²
T = N
4.ふつう
質量 10 kg のブロックが、水平と 35° をなす斜面をすべり下りる。動摩擦係数は 0.25 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 = 10 kgθ = 35°μ = 0.25g = 9.81 m/s²
a = m/s²
5.むずかしい
ブロックを押して、20° の斜面を速さ 10 m/s ですべり上がらせる。動摩擦係数は 0.3 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 = 10 m/sθ = 20°μ = 0.3g = 9.81 m/s²
d = m
6.むずかしい
水平な机の上にある質量 4.5 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 5 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 0.2 である。 g = 9.81 m/s² とする。 全体の加速度 a を求めよ。
m1 = 4.5 kgm2 = 5 kgμ = 0.2g = 9.81 m/s²
a = m/s²
解答
- 1. Fc = 36.36 N
- 2. Fc = 7.273 N
- 3. T = 48.64 N
- 4. a = 3.618 m/s²
- 5. d = 8.169 m
- 6. a = 4.234 m/s²
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