質量 1 kg のボールを高さ 33 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 = 1 kgh = 33 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
質量 4 kg のボールを高さ 36 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。
m = 4 kgh = 36 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
ブロックが水平と 30° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.4 である。斜面に沿って 15 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 30°μ = 0.4d = 15 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
ブロックが水平と 45° をなす斜面を静止状態からすべり下りる。動摩擦係数は 0.4 である。斜面に沿って 8 m すべった後の速さ v を求めよ。
θ = 45°μ = 0.4d = 8 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
質量 8 kg のブロックが 30° 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 0.25 である。ブロックが斜面を 2 m 上がった後の速さ v を求めよ。
m = 8 kgF = 80 Nθ = 30°μ = 0.25d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
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 2.5 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。
m = 1 kgh = 2.5 mL = 5 mμ = 0.25k = 500 N/mg = 9.81 m/s²
x = cm
解答
- 1. v = 25.45 m/s
- 2. v = 26.58 m/s
- 3. v = 6.723 m/s
- 4. v = 8.16 m/s
- 5. v = 3.447 m/s
- 6. x = 22.15 cm
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