質量 4 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 40 N が 4 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 = 4 kgm2 = 2 kgF = 40 N
Fc = N
2.やさしい
質量 38 kg の木箱を、水平な力 140 N で床の上を押す。動摩擦係数は 0.3、g = 9.81 m/s² とする。木箱の加速度 a を求めよ。
m = 38 kgF = 140 Nμ = 0.3g = 9.81 m/s²
a = m/s²
3.ふつう
質量 5 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 0.3 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 = 5 kgθ = 20°μ = 0.3g = 9.81 m/s²
a = m/s²
4.ふつう
質量 20 kg の箱を、水平と 25° 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 0.3 である。g = 9.81 m/s² とする。押す力 F を求めよ。
m = 20 kgθ = 25°μ = 0.3g = 9.81 m/s²
F = N
5.むずかしい
水平な机の上にある質量 10 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 2.5 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 0.1 である。 g = 9.81 m/s² とする。 全体の加速度 a を求めよ。
m1 = 10 kgm2 = 2.5 kgμ = 0.1g = 9.81 m/s²
a = m/s²
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 140 N が前の 4 kg のブロックを引き、5 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 0.1 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 = 5 kgm2 = 4 kgF = 140 Nμ = 0.1g = 9.81 m/s²
a = m/s²
解答
- 1. Fc = 13.33 N
- 2. a = 0.7412 m/s²
- 3. a = 0.5897 m/s²
- 4. F = 136.3 N
- 5. a = 1.177 m/s²
- 6. a = 14.57 m/s²
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