質量 2 kg のボールを高さ 17 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 kgh = 17 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
2.やさしい
質量 2 kg のボールを高さ 20 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 = 20 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
ブロックが水平と 45° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.25 である。斜面に沿って 18 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 45°μ = 0.25d = 18 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
ブロックが水平と 45° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.3 である。斜面に沿って 17 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 45°μ = 0.3d = 17 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 10 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 1.5 m から静かに放す。下で長さ 3 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 = 10 kgh = 1.5 mL = 3 mμ = 0.15k = 5000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
6.むずかしい
質量 8 kg のブロックが 20° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 70 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.3 である。ブロックが斜面を 7 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 8 kgF = 70 Nθ = 20°μ = 0.3d = 7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. Ek = 333.5 J
- 2. v = 19.81 m/s
- 3. v = 13.69 m/s
- 4. v = 12.85 m/s
- 5. x = 20.3 cm
- 6. v = 6.067 m/s
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