解答つき仕事とエネルギーワークシート

質量 10 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。

巻上げ機が質量 400 kg の荷物を一定の速さで 10 s かけて 18 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。

質量 1 kg のブロックが水平と 15° をなす斜面を 15 m すべり下りる。動摩擦係数は 0.1 である。摩擦に逆らってした仕事 W_f を求めよ。

おもちゃの発射装置に、ばね定数 2000 N/m の鉛直なばねがある。質量 0.1 kg のボールをその上に置き、ばねを 4 cm 縮めてから放す。空気抵抗とばねの質量を無視して、ばねを縮めたときの位置から測ったボールの上昇高さ h を求めよ。

質量 5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 4.5 m から静かに放す。下で長さ 1 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 = 4000 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。

質量 5 kg のブロックがあらい水平な机の上にある（μ = 0.1）。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 0.5 m 下がった後のブロックの速さ v を求めよ。