解答つき仕事とエネルギーワークシート

巻上げ機が質量 150 kg の荷物を一定の速さで 30 s かけて 23 m の高さまで持ち上げる。荷物に供給する平均動力 P を kW で求めよ。

質量 10 kg のボールを高さ 44 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 30° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.15 である。斜面に沿って 10 m すべった後の速さ v 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 8 m すべった後の速さ v を求めよ。

25° の斜面の下端にあるばね定数 1000 N/m のばねを、質量 0.5 kg のブロックに押し当てて 15 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.1 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 2 kg の台車が、半径 4 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 10.4 m から静かに放される。 ループの最高点での台車の速さ v を求めよ。