解答つき仕事とエネルギーワークシート

巻上げ機が質量 80 kg の荷物を一定の速さで 30 s かけて 20 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。

質量 2.5 kg のボールを高さ 32 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 E_k を求めよ。

水平な道路を 50 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 0.6 である。停止距離 d を求めよ。

質量 1 kg のブロックが水平と 15° をなす斜面を 5 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 W_f を求めよ。

質量 10 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 5 m の粗い水平区間（μ = 0.25）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。

25° の斜面の下端にあるばね定数 800 N/m のばねを、質量 1 kg のブロックに押し当てて 20 cm 縮めてから放す。ブロックと斜面の間の動摩擦係数は 0.3 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。）