巻上げ機が質量 250 kg の荷物を一定の速さで 60 s かけて 19 m の高さまで持ち上げる。荷物に供給する平均動力 P を W で求めよ。
解答つき仕事とエネルギーワークシート
1.やさしい
m = 250 kgh = 19 mt = 60 sg = 9.81 m/s²
P = W
2.やさしい
質量 4 kg のブロックがなめらかな水平面上を 4 m/s ですべり、ばね定数 800 N/m のばねに当たる。ばねの最大縮み x を cm で求めよ。
m = 4 kgv = 4 m/sk = 800 N/m
x = cm
3.ふつう
質量 1200 kg の自動車が 5° の坂を一定の 36 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 350 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。
m = 1200 kgθ = 5°Fr = 350 Nv = 36 km/hg = 9.81 m/s²
P = kW
4.ふつう
水平な道路を 40 km/h で走る自動車が急ブレーキをかけ、車輪がロックしたまますべって停止する。タイヤと路面の間の動摩擦係数は 0.8 である。停止距離 d を求めよ。
v = 40 km/hμ = 0.8g = 9.81 m/s²
d = m
5.むずかしい
質量 0.5 kg の台車が、半径 3 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 9 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。
m = 0.5 kgh = 9 mR = 3 mg = 9.81 m/s²
N = N
6.むずかしい
質量 2 kg の台車が、半径 1.5 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 4.2 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。
m = 2 kgh = 4.2 mR = 1.5 mg = 9.81 m/s²
N = N
解答
- 1. P = 776.6 W
- 2. x = 28.28 cm
- 3. P = 13.76 kW
- 4. d = 7.865 m
- 5. N = 4.905 N
- 6. N = 11.77 N
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。