質量 5 kg のブロックがなめらかな水平面上を 5.5 m/s ですべり、ばね定数 800 N/m のばねに当たる。ばねの最大縮み x を cm で求めよ。
解答つき仕事とエネルギーワークシート
1.やさしい
m = 5 kgv = 5.5 m/sk = 800 N/m
x = cm
2.やさしい
小球が長さ 1 m の軽い糸につり下げられている。糸が鉛直と 60° をなすまで横に引き、静かに放す。空気抵抗を無視して、最下点での速さ v を求めよ。
L = 1 mθ = 60°g = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
質量 2000 kg の自動車が 6° の坂を一定の 72 km/h で上る。空気抵抗と転がり抵抗の合計は 500 N である。車輪が出さなければならない動力 P を kW で求めよ。
m = 2000 kgθ = 6°Fr = 500 Nv = 72 km/hg = 9.81 m/s²
P = kW
4.ふつう
質量 0.2 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 30° 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 = 0.2 kgL = 0.5 mθ = 30°g = 9.81 m/s²
T = N
5.むずかしい
質量 15 kg のブロックが 25° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 165 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.15 である。ブロックが斜面を 6 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 15 kgF = 165 Nθ = 25°μ = 0.15d = 6 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 8 kg のブロックが 25° の斜面の下端で静止しており、斜面に平行な一定の力 80 N で斜面を引き上げられる。動摩擦係数は 0.2 である。ブロックが斜面を 10 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 8 kgF = 80 Nθ = 25°μ = 0.2d = 10 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. x = 43.48 cm
- 2. v = 3.132 m/s
- 3. P = 51.02 kW
- 4. T = 2.488 N
- 5. v = 8.139 m/s
- 6. v = 9.029 m/s
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