質量 2.5 kg のブロックがなめらかな水平面上を 6 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。
解答つき仕事とエネルギーワークシート
1.やさしい
m = 2.5 kgv = 6 m/sk = 800 N/m
x = cm
2.やさしい
小球が長さ 0.8 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。
L = 0.8 mθ = 50°g = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
質量 2 kg の小球が長さ 0.8 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。小球が最下点を通過するときの糸の張力 T を求めよ。
m = 2 kgL = 0.8 mθ = 50°g = 9.81 m/s²
T = N
4.ふつう
質量 5 kg のブロックが水平と 45° をなす斜面を 7 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.35 である。摩擦に逆らってした仕事 Wf を求めよ。
m = 5 kgθ = 45°μ = 0.35d = 7 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
5.むずかしい
質量 15 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 115 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.15 である。ブロックが斜面を 7 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 15 kgF = 115 Nθ = 30°μ = 0.15d = 7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 1.5 m から静かに放す。下で長さ 1.5 m の粗い水平区間(μ = 0.2)を通り、その後なめらかな面でばね(k = 1000 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 5 kgh = 1.5 mL = 1.5 mμ = 0.2k = 1000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
解答
- 1. x = 33.54 cm
- 2. v = 2.368 m/s
- 3. T = 33.64 N
- 4. Wf = 84.97 J
- 5. v = 4.563 m/s
- 6. x = 34.31 cm
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