質量 4 kg のボールを高さ 44 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。
解答つき仕事とエネルギーワークシート
1.やさしい
m = 4 kgh = 44 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
質量 4 kg のボールを高さ 21 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。
m = 4 kgh = 21 mg = 9.81 m/s²
Ek = J
3.ふつう
質量 1 kg のブロックが水平と 30° をなす斜面を 20 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 = 1 kgθ = 30°μ = 0.15d = 20 mg = 9.81 m/s²
Wf = J
4.ふつう
質量 1 kg の小球が長さ 0.5 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 45° 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。
m = 1 kgL = 0.5 mθ = 45°g = 9.81 m/s²
T = N
5.むずかしい
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 3.5 m の粗い水平区間(μ = 0.3)を通り、その後なめらかな面でばね(k = 500 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 1 kgh = 2 mL = 3.5 mμ = 0.3k = 500 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
6.むずかしい
質量 1 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 3 m から静かに放す。下で長さ 4 m の粗い水平区間(μ = 0.3)を通り、その後なめらかな面でばね(k = 4000 N/m)に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。
m = 1 kgh = 3 mL = 4 mμ = 0.3k = 4000 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
解答
- 1. v = 29.38 m/s
- 2. Ek = 824 J
- 3. Wf = 25.49 J
- 4. T = 15.56 N
- 5. x = 19.31 cm
- 6. x = 9.396 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。