解答つき仕事とエネルギーワークシート

質量 2.5 kg のボールを高さ 41 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。

質量 1 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 200 N/m のばねに当たる。ばねの最大縮み x を cm で求めよ。

水平な道路を 40 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。

質量 1500 kg の自動車が 5° の坂を一定の 54 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 550 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。

30° の斜面の下端にあるばね定数 5000 N/m のばねを、質量 3 kg のブロックに押し当てて 15 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.2 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 4 kg のブロックがあらい水平な机の上にある（μ = 0.4）。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 4 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 1.5 m 下がった後のブロックの速さ v を求めよ。