木箱が、水平と 15° をなすロープで水平な床の上を 11 m 引かれる。ロープの張力は 30 N である。ロープが木箱にした仕事 W 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
F = 30 Nd = 11 mθ = 15°
W = J
2.やさしい
木箱が、水平と 60° をなすロープで水平な床の上を 14 m 引かれる。ロープの張力は 30 N である。ロープが木箱にした仕事 W を求めよ。
F = 30 Nd = 14 mθ = 60°
W = J
3.ふつう
質量 2 kg のブロックが水平と 25° をなす斜面を 10 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.2 である。摩擦に逆らってした仕事 Wf を求めよ。
m = 2 kgθ = 25°μ = 0.2d = 10 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
4.ふつう
水平な道路を 100 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 0.8 である。停止距離 d を求めよ。
v = 100 km/hμ = 0.8g = 9.81 m/s²
d = m
5.むずかしい
35° の斜面の下端にあるばね定数 3000 N/m のばねを、質量 0.5 kg のブロックに押し当てて 10 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.25 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。)
m = 0.5 kgk = 3000 N/mx = 10 cmθ = 35°μ = 0.25g = 9.81 m/s²
d = m
6.むずかしい
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 10 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。)
m = 0.5 kgk = 1000 N/mx = 10 cmθ = 25°μ = 0.3g = 9.81 m/s²
d = m
解答
- 1. W = 318.8 J
- 2. W = 210 J
- 3. Wf = 35.56 J
- 4. d = 49.16 m
- 5. d = 3.929 m
- 6. d = 1.468 m
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