解答つき仕事とエネルギーワークシート

質量 2 kg のボールを高さ 11 m から静かに落とす。空気抵抗は無視する。 地面に当たる直前の速さ v を求めよ。

質量 1 kg のボールを高さ 47 m から静かに落とす。空気抵抗は無視する。 地面に当たる直前の運動エネルギー E_k を求めよ。

おもちゃの発射装置に、ばね定数 800 N/m の鉛直なばねがある。質量 0.05 kg のボールをその上に置き、ばねを 4 cm 縮めてから放す。空気抵抗とばねの質量を無視して、ばねを縮めたときの位置から測ったボールの上昇高さ h を求めよ。

質量 2000 kg の自動車が 8° の坂を一定の 90 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 800 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。

25° の斜面の下端にあるばね定数 1000 N/m のばねを、質量 1 kg のブロックに押し当てて 10 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.3 である。ブロックは放した点から斜面をどれだけの距離 d 上がって止まるか。（ばねが押す短い距離は無視し、摩擦と重力は全距離 d にわたって作用するとする。）

質量 5 kg のブロックが 30° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 45 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 8 m 上がった後の速さ v を求めよ。