質量 0.5 kg のブロックがなめらかな水平面上を 3.5 m/s ですべり、ばね定数 400 N/m のばねに当たる。ばねの最大縮み x を cm 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 = 0.5 kgv = 3.5 m/sk = 400 N/m
x = cm
2.やさしい
小球が長さ 1 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 35° をなすまで横に引き、静かに放す。空気抵抗を無視して、最下点での速さ v を求めよ。
L = 1 mθ = 35°g = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
質量 5 kg の小球が長さ 0.8 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 40° をなすまで横に引き、静かに放す。小球が最下点を通過するときの糸の張力 T を求めよ。
m = 5 kgL = 0.8 mθ = 40°g = 9.81 m/s²
T = N
4.ふつう
質量 1 kg の小球が長さ 3 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 45° をなすまで横に引き、静かに放す。小球が最下点を通過するときの糸の張力 T を求めよ。
m = 1 kgL = 3 mθ = 45°g = 9.81 m/s²
T = N
5.むずかしい
質量 5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 1 m から静かに放す。下で長さ 4 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 = 500 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 5 kgh = 1 mL = 4 mμ = 0.15k = 500 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
6.むずかしい
質量 2.5 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 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 = 5000 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 2.5 kgh = 4 mL = 4.5 mμ = 0.15k = 5000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
解答
- 1. x = 12.37 cm
- 2. v = 1.884 m/s
- 3. T = 72 N
- 4. T = 15.56 N
- 5. x = 28.01 cm
- 6. x = 18.06 cm
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