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 500 kg の荷物を一定の速さで 20 s かけて 27 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 10 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運動エネルギー E_k を求めよ。

おもちゃの発射装置に、ばね定数 400 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。

ブロックが水平と 20° 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 2 m すべった後の速さ v を求めよ。

質量 2 kg の台車が、半径 1 m の鉛直な円形ループにつながるなめらかな軌道上の高さ 3.5 m から静かに放される。 ループの最高点で軌道が台車に及ぼす垂直抗力 N を求めよ。

質量 1 kg のブロックを、なめらかなスロープ上の高さ 2 m から静かに放す。下で長さ 5 m の粗い水平区間（μ = 0.2）を通り、その後なめらかな面でばね（k = 5000 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。