巻上げ機が質量 250 kg の荷物を一定の速さで 12 s かけて 14 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。
解答つき仕事とエネルギーワークシート
1.やさしい
m = 250 kgh = 14 mt = 12 sg = 9.81 m/s²
P = kW
2.やさしい
質量 0.5 kg のブロックがなめらかな水平面上を 1 m/s ですべり、ばね定数 500 N/m のばねに当たる。ばねの最大縮み x を cm で求めよ。
m = 0.5 kgv = 1 m/sk = 500 N/m
x = cm
3.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 18 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 35°μ = 0.25d = 18 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
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 0.25 である。斜面に沿って 9 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 30°μ = 0.25d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 15 kg のブロックが 35° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 185 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.25 である。ブロックが斜面を 7 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 15 kgF = 185 Nθ = 35°μ = 0.25d = 7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 10 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 4.5 m から静かに放す。下で長さ 4.5 m の粗い水平区間(μ = 0.15)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。
m = 10 kgh = 4.5 mL = 4.5 mμ = 0.15k = 4000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
解答
- 1. P = 2.861 kW
- 2. x = 3.162 cm
- 3. v = 11.41 m/s
- 4. v = 7.075 m/s
- 5. v = 8.11 m/s
- 6. x = 43.31 cm
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