質量 10 kg のボールを高さ 41 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 = 10 kgh = 41 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
2.やさしい
質量 5 kg のボールを高さ 36 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 = 5 kgh = 36 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
3.ふつう
ブロックが水平と 20° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.25 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 = 20°μ = 0.25d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
ブロックが水平と 25° 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 3 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 25°μ = 0.1d = 3 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 5 kg のブロックがあらい水平な机の上にある(μ = 0.15)。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 = 0.15d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
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 m から静かに放す。下で長さ 2.5 m の粗い水平区間(μ = 0.3)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。
m = 0.5 kgh = 3 mL = 2.5 mμ = 0.3k = 1500 N/mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. Ek = 4022 J
- 2. Ek = 1766 J
- 3. v = 4.349 m/s
- 4. v = 4.42 m/s
- 5. v = 3.322 m/s
- 6. v = 6.644 m/s
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