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 40 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。

小球が長さ 2.5 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 45° 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。

水平な道路を 110 km/h で走る自動車が急ブレーキをかけ、車輪がロックしたまますべって停止する。タイヤと路面の間の動摩擦係数は 0.6 である。停止距離 d を求めよ。

質量 5 kg のブロックが水平と 20° をなす斜面を 2 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。

質量 2 kg の台車が、半径 5 m の鉛直な円形ループにつながるなめらかな軌道上の高さ 22.5 m から静かに放される。 ループの最高点で軌道が台車に及ぼす垂直抗力 N を求めよ。

質量 2 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 2.5 m から静かに放す。下で長さ 1 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 = 2000 N/m）に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。