質量 2.5 kg のボールを高さ 22 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 Ek 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
m = 2.5 kgh = 22 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
2.やさしい
質量 2 kg のボールを高さ 43 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速さ v を求めよ。
m = 2 kgh = 43 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
水平な道路を 90 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 0.5 である。停止距離 d を求めよ。
v = 90 km/hμ = 0.5g = 9.81 m/s²
d = m
4.ふつう
質量 5 kg のブロックが水平と 40° をなす斜面を 9 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.35 である。摩擦に逆らってした仕事 Wf を求めよ。
m = 5 kgθ = 40°μ = 0.35d = 9 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
5.むずかしい
質量 8 kg のブロックがあらい水平な机の上にある(μ = 0.15)。軽い糸がそこから机の端のなめらかな滑車を通って、つり下げられた質量 5 kg のブロックにつながっている。系を静かに放す。つり下げられたブロックが 0.5 m 下がった後のブロックの速さ v を求めよ。
m1 = 8 kgm2 = 5 kgμ = 0.15d = 0.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 15 kg のブロックが 30° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 170 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 2 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 15 kgF = 170 Nθ = 30°μ = 0.25d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. Ek = 539.6 J
- 2. v = 29.05 m/s
- 3. d = 63.71 m
- 4. Wf = 118.4 J
- 5. v = 1.693 m/s
- 6. v = 4.149 m/s
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。