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 25 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。

質量 0.5 kg のボールを高さ 10 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。

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 15 m すべった後の速さ v を求めよ。

おもちゃの発射装置に、ばね定数 200 N/m の鉛直なばねがある。質量 0.5 kg のボールをその上に置き、ばねを 10 cm 縮めてから放す。空気抵抗とばねの質量を無視して、ばねを縮めたときの位置から測ったボールの上昇高さ h を求めよ。

25° の斜面の下端にあるばね定数 5000 N/m のばねを、質量 0.5 kg のブロックに押し当てて 5 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.3 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 4 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 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 = 1500 N/m）に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。