質量 5 kg のボールを高さ 44 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 Ek 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
m = 5 kgh = 44 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
2.やさしい
質量 1 kg のボールを高さ 48 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。
m = 1 kgh = 48 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
ブロックが水平と 45° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.3 である。斜面に沿って 2 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 45°μ = 0.3d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
ブロックが水平と 45° 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 5 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 45°μ = 0.4d = 5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 2.5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 4.5 m から静かに放す。下で長さ 3 m の粗い水平区間(μ = 0.1)を通り、その後なめらかな面でばね(k = 2000 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。
m = 2.5 kgh = 4.5 mL = 3 mμ = 0.1k = 2000 N/mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 10 kg のブロックが 15° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 75 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 6 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 10 kgF = 75 Nθ = 15°μ = 0.2d = 6 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. Ek = 2158 J
- 2. v = 30.69 m/s
- 3. v = 4.407 m/s
- 4. v = 6.451 m/s
- 5. v = 9.078 m/s
- 6. v = 6.065 m/s
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