解答つき仕事とエネルギーワークシート

質量 4 kg のボールを高さ 20 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 E_k を求めよ。

巻上げ機が質量 500 kg の荷物を一定の速さで 8 s かけて 28 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。

質量 2.5 kg のブロックが水平と 15° をなす斜面を 17 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.1 である。摩擦に逆らってした仕事 W_f を求めよ。

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 6 m すべった後の速さ v を求めよ。

40° の斜面の下端にあるばね定数 1000 N/m のばねを、質量 1 kg のブロックに押し当てて 20 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.15 である。ブロックは放した点から斜面をどれだけの距離 d 上がって止まるか。（ばねが押す短い距離は無視し、摩擦と重力は全距離 d にわたって作用するとする。）

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 m から静かに放す。下で長さ 2 m の粗い水平区間（μ = 0.25）を通り、その後なめらかな面でばね（k = 1000 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。