解答つき仕事とエネルギーワークシート

無料で印刷できる仕事とエネルギーのワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
100 kgh = 13 mt = 5 s

巻上げ機が質量 100 kg の荷物を一定の速さで 5 s かけて 13 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 = 100 kgh = 13 mt = 5 sg = 9.81 m/s²
P = kW
2.やさしい
m = 4 kggh = 5 m

質量 4 kg のボールを高さ 5 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。

m = 4 kgh = 5 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
3.ふつう
35°d = 9 mμ = 0.2

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 0.2 である。斜面に沿って 9 m すべった後の速さ v を求めよ。

θ = 35°μ = 0.2d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
15°d = 16 mμ = 0.1

ブロックが水平と 15° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.1 である。斜面に沿って 16 m すべった後の速さ v を求めよ。

θ = 15°μ = 0.1d = 16 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
F = 60 N20°μ = 0.110 kg

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 60 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 10 m 上がった後の速さ v を求めよ。

m = 10 kgF = 60 Nθ = 20°μ = 0.1d = 10 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
5 kg3 kgμ = 0.1d = 2 m

質量 5 kg のブロックがあらい水平な机の上にある(μ = 0.1)。軽い糸がそこから机の端のなめらかな滑車を通って、つり下げられた質量 3 kg のブロックにつながっている。系を静かに放す。つり下げられたブロックが 2 m 下がった後のブロックの速さ v を求めよ。

m1 = 5 kgm2 = 3 kgμ = 0.1d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s

解答

  1. 1. P = 2.551 kW
  2. 2. Ek = 196.2 J
  3. 3. v = 8.506 m/s
  4. 4. v = 7.136 m/s
  5. 5. v = 5.87 m/s
  6. 6. v = 3.502 m/s

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。