解答つき仕事とエネルギーワークシート

木箱が、水平と 45° をなすロープで水平な床の上を 10 m 引かれる。ロープの張力は 110 N である。ロープが木箱にした仕事 W を求めよ。

質量 10 kg のボールを高さ 34 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。

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 0.1 である。斜面に沿って 15 m すべった後の速さ v を求めよ。

水平な道路を 30 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 0.8 である。停止距離 d を求めよ。

30° の斜面の下端にあるばね定数 800 N/m のばねを、質量 0.5 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 0.1 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。）

質量 0.5 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 4 m から静かに放す。下で長さ 3.5 m の粗い水平区間（μ = 0.15）を通り、その後なめらかな面でばね（k = 2500 N/m）に当たる。 ばねの最大縮み x を求めよ。