木箱が、水平と 45° をなすロープで水平な床の上を 5 m 引かれる。ロープの張力は 190 N である。ロープが木箱にした仕事 W 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
F = 190 Nd = 5 mθ = 45°
W = J
2.やさしい
小球が長さ 0.5 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 40° 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。
L = 0.5 mθ = 40°g = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
質量 0.2 kg の小球が長さ 0.5 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 50° をなすまで横に引き、静かに放す。小球が最下点を通過するときの糸の張力 T を求めよ。
m = 0.2 kgL = 0.5 mθ = 50°g = 9.81 m/s²
T = N
4.ふつう
質量 2 kg の小球が長さ 1.5 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 60° をなすまで横に引き、静かに放す。小球が最下点を通過するときの糸の張力 T を求めよ。
m = 2 kgL = 1.5 mθ = 60°g = 9.81 m/s²
T = N
5.むずかしい
質量 1 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 4.5 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 = 800 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 1 kgh = 3 mL = 4.5 mμ = 0.1k = 800 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
6.むずかしい
質量 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 1.5 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。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 5 kgh = 4.5 mL = 1.5 mμ = 0.3k = 1500 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
解答
- 1. W = 671.8 J
- 2. v = 1.515 m/s
- 3. T = 3.364 N
- 4. T = 39.24 N
- 5. x = 25.01 cm
- 6. x = 51.47 cm
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