解答つき仕事とエネルギーワークシート

小球が長さ 1 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 50° をなすまで横に引き、静かに放す。空気抵抗を無視して、最下点での速さ v を求めよ。

木箱が、水平と 40° をなすロープで水平な床の上を 10 m 引かれる。ロープの張力は 20 N である。ロープが木箱にした仕事 W を求めよ。

質量 2000 kg の自動車が 3° の坂を一定の 72 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 550 N である。車輪が出さなければならない動力 P を kW で求めよ。

質量 0.5 kg のブロックが水平と 20° をなす斜面を 5 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.15 である。摩擦に逆らってした仕事 W_f を求めよ。

質量 8 kg のブロックが 20° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 75 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.25 である。ブロックが斜面を 2 m 上がった後の速さ v を求めよ。

質量 1 kg の台車が、半径 2 m の鉛直な円形ループにつながるなめらかな軌道上の高さ 7 m から静かに放される。 ループの最高点で軌道が台車に及ぼす垂直抗力 N を求めよ。