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 = 30 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 30 m の高さまで持ち上げる。荷物に供給する平均動力 P を kW で求めよ。

m = 80 kgh = 30 mt = 20 sg = 9.81 m/s²
P = kW
2.やさしい
m = 5 kggh = 5 m

質量 5 kg のボールを高さ 5 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 = 5 kgh = 5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
30°d = 12 mμ = 0.15

質量 0.5 kg のブロックが水平と 30° をなす斜面を 12 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 = 0.5 kgθ = 30°μ = 0.15d = 12 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
4.ふつう
25°d = 9 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 9 m すべった後の速さ v を求めよ。

θ = 25°μ = 0.2d = 9 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
8 kg3 kgμ = 0.25d = 1 m

質量 8 kg のブロックがあらい水平な机の上にある(μ = 0.25)。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 3 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 m 下がった後のブロックの速さ v を求めよ。

m1 = 8 kgm2 = 3 kgμ = 0.25d = 1 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
h = 5 mL = 2 mμ = 0.2k = 2000 N/m

質量 0.5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 5 m から静かに放す。下で長さ 2 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 = 2000 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。

m = 0.5 kgh = 5 mL = 2 mμ = 0.2k = 2000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm

解答

  1. 1. P = 1.177 kW
  2. 2. v = 9.905 m/s
  3. 3. Wf = 7.646 J
  4. 4. v = 6.528 m/s
  5. 5. v = 1.336 m/s
  6. 6. x = 15.02 cm

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。