解答つき仕事とエネルギーワークシート

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 400 N/m のばねに当たる。ばねの最大縮み x を cm で求めよ。

質量 4 kg のボールを高さ 24 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。

質量 5 kg のブロックが水平と 25° をなす斜面を 20 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 W_f を求めよ。

質量 1 kg の小球が長さ 2 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 90° 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。

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 20 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。）

質量 10 kg の台車が、半径 4 m の鉛直な円形ループにつながるなめらかな軌道上の高さ 12.8 m から静かに放される。 ループの最高点で軌道が台車に及ぼす垂直抗力 N を求めよ。