解答つき仕事とエネルギーワークシート

小球が長さ 2.5 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 20° 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。

質量 5 kg のボールを高さ 32 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 1500 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 6 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。

ブロックが水平と 30° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.35 である。斜面に沿って 14 m すべった後の速さ v を求めよ。

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 4.5 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。

質量 0.5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 3.5 m から静かに放す。下で長さ 4 m の粗い水平区間（μ = 0.25）を通り、その後なめらかな面でばね（k = 1500 N/m）に当たる。 ブロックがばねに達したときの速さ v を求めよ。