解答つき仕事とエネルギーワークシート

質量 4 kg のボールを高さ 36 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。

木箱が、水平と 60° をなすロープで水平な床の上を 5 m 引かれる。ロープの張力は 170 N である。ロープが木箱にした仕事 W を求めよ。

質量 1200 kg の自動車が 6° の坂を一定の 90 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 250 N である。車輪が出さなければならない動力 P を kW で求めよ。

質量 2000 kg の自動車が 5° の坂を一定の 90 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 700 N である。車輪が出さなければならない動力 P を kW で求めよ。

質量 2 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 4 m から静かに放す。下で長さ 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。

20° 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 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 0.15 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。）