解答つき仕事とエネルギーワークシート

質量 10 kg のボールを高さ 35 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 19 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。

質量 1 kg のブロックが水平と 40° をなす斜面を 7 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 のブロックが水平と 30° をなす斜面を 11 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.3 である。摩擦に逆らってした仕事 W_f を求めよ。

25° の斜面の下端にあるばね定数 3000 N/m のばねを、質量 5 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 0.2 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 0.5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 1.5 m から静かに放す。下で長さ 3.5 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 = 4000 N/m）に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。