解答つき仕事とエネルギーワークシート

無料で印刷できる仕事とエネルギーのワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
80 kgh = 17 mt = 20 s

巻上げ機が質量 80 kg の荷物を一定の速さで 20 s かけて 17 m の高さまで持ち上げる。荷物に供給する平均動力 P を W で求めよ。

m = 80 kgh = 17 mt = 20 sg = 9.81 m/s²
P = W
2.やさしい
m = 2.5 kggh = 3 m

質量 2.5 kg のボールを高さ 3 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 = 2.5 kgh = 3 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
45°d = 3 mμ = 0.15

質量 2 kg のブロックが水平と 45° をなす斜面を 3 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.15 である。摩擦に逆らってした仕事 Wf を求めよ。

m = 2 kgθ = 45°μ = 0.15d = 3 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
4.ふつう
25°d = 2 mμ = 0.2

ブロックが水平と 25° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.2 である。斜面に沿って 2 m すべった後の速さ v を求めよ。

θ = 25°μ = 0.2d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
F = 50 N15°μ = 0.110 kg

質量 10 kg のブロックが 15° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 50 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.1 である。ブロックが斜面を 4 m 上がった後の速さ v を求めよ。

m = 10 kgF = 50 Nθ = 15°μ = 0.1d = 4 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
h = 2 mL = 1.5 mμ = 0.2k = 800 N/m

質量 1 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 2 m から静かに放す。下で長さ 1.5 m の粗い水平区間(μ = 0.2)を通り、その後なめらかな面でばね(k = 800 N/m)に当たる。 ブロックがばねに達したときの速さ v を求めよ。

m = 1 kgh = 2 mL = 1.5 mμ = 0.2k = 800 N/mg = 9.81 m/s²
v = m/s

解答

  1. 1. P = 667.1 W
  2. 2. v = 7.672 m/s
  3. 3. Wf = 6.243 J
  4. 4. v = 3.077 m/s
  5. 5. v = 3.48 m/s
  6. 6. v = 5.775 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。