質量 10 kg のボールを高さ 5 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 = 5 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
2.やさしい
質量 4 kg のボールを高さ 12 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速さ v を求めよ。
m = 4 kgh = 12 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
質量 1 kg のブロックが水平と 40° をなす斜面を 5 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.25 である。摩擦に逆らってした仕事 Wf を求めよ。
m = 1 kgθ = 40°μ = 0.25d = 5 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
4.ふつう
ブロックが水平と 35° 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 15 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 35°μ = 0.25d = 15 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 = 0.1)。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 6 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 = 6 kgμ = 0.1d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 20 kg のブロックが 25° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 205 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.1 である。ブロックが斜面を 9 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 20 kgF = 205 Nθ = 25°μ = 0.1d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. Ek = 490.5 J
- 2. v = 15.34 m/s
- 3. Wf = 9.394 J
- 4. v = 10.42 m/s
- 5. v = 4.429 m/s
- 6. v = 9.689 m/s
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