小球が長さ 1.2 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 30° 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。
解答つき仕事とエネルギーワークシート
1.やさしい
L = 1.2 mθ = 30°g = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
巻上げ機が質量 50 kg の荷物を一定の速さで 5 s かけて 17 m の高さまで持ち上げる。荷物に供給する平均動力 P を kW で求めよ。
m = 50 kgh = 17 mt = 5 sg = 9.81 m/s²
P = kW
3.ふつう
ブロックが水平と 35° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.4 である。斜面に沿って 13 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 35°μ = 0.4d = 13 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
質量 0.5 kg のブロックが水平と 25° をなす斜面を 12 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.2 である。摩擦に逆らってした仕事 Wf を求めよ。
m = 0.5 kgθ = 25°μ = 0.2d = 12 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
5.むずかしい
質量 10 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 105 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.2 である。ブロックが斜面を 9 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 10 kgF = 105 Nθ = 20°μ = 0.2d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 10 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 70 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.1 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。
m = 10 kgF = 70 Nθ = 20°μ = 0.1d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. v = 1.776 m/s
- 2. P = 1.668 kW
- 3. v = 7.92 m/s
- 4. Wf = 10.67 J
- 5. v = 9.768 m/s
- 6. v = 3.3 m/s
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