仕事・エネルギーと運動量の問題

なめらかな水平面上を、質量 $4.0\mathrm{kg}$ の物体が右向きに速さ $6.0m/s$ で一直線上を進んでいる。ある時刻から、この物体に左向きで大きさ $8.0\mathrm{N}$ の一定の水平な力を加え続けたところ、物体はやがて静止した。力を加え始めてから物体が静止するまでの時間は何 s か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、空気抵抗は無視する。

なめらかな水平面上を、質量 $2.0\mathrm{kg}$ の台車が右向きに速さ $3.0m/s$ で進んでいる。ある時刻から、台車に右向きで大きさ $4.0\mathrm{N}$ の一定の水平な力を加え続けたところ、台車の速さは右向きに $9.0m/s$ になった。力を加えていた時間は何 s か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、台車と水平面のあいだの摩擦と空気抵抗は無視でき、台車は回転しない一つの物体として扱えるものとする。

なめらかな水平な床の上に、質量 $2.0\mathrm{kg}$ の物体がある。床の上に点 $\mathrm{A}$ があり、点 $\mathrm{A}$ から右に $3.0\mathrm{m}$ 離れたところに点 $\mathrm{B}$ がある。物体は点 $\mathrm{A}$ を右向きに速さ $1.0m/s$ で通過した。物体には、点 $\mathrm{A}$ から点 $\mathrm{B}$ まで動くあいだ、水平右向きから $60^{\circ }$ 上向きに大きさ $10\mathrm{N}$ の一定の力を加え続けた。物体は床から離れずに床の上を右向きに動いた。物体が点 $\mathrm{B}$ を通過するときの速さは何 $m/s$ か。有効数字 $2$ 桁で求めよ。ただし、重力加速度の大きさを $9.8m/{\mathrm{s}}^2$ とし、空気抵抗は無視する。

あらい水平な床の上に質量 $2.0\mathrm{kg}$ の物体がある。物体に水平右向きに大きさ $15\mathrm{N}$ の一定の力を加え続けたところ、物体は床の上を右向きにすべっていった。物体は床上の点 $\mathrm{A}$ を右向きに速さ $1.0m/s$ で通過し、その後 $\mathrm{A}$ から右へ $3.0\mathrm{m}$ 離れた点 $\mathrm{B}$ を通過した。物体と床のあいだの動摩擦係数を $0.25$、重力加速度の大きさを $9.8m/{\mathrm{s}}^2$ とし、空気抵抗は無視する。物体が点 $\mathrm{B}$ を通過するときの速さは何 $m/s$ か。有効数字 2 桁で求めよ。

なめらかな水平面上を、質量 $m$ の小物体が右向きに速さ $5.0m/s$ ですべっている。水平面の途中には、点 $\mathrm{A}$ から点 $\mathrm{B}$ まで長さ $1.5\mathrm{m}$ の粗い部分があり、点 $\mathrm{B}$ より右は再びなめらかな水平面である。粗い部分と小物体のあいだの動摩擦係数を $0.50$、重力加速度の大きさを $9.8m/{\mathrm{s}}^2$ とし、空気抵抗は無視する。小物体が点 $\mathrm{B}$ を通過するときの速さは何 $m/s$ か。有効数字 2 桁で求めよ。