運動とエネルギーの問題

長さ $3\text{m}$、高さ $1.2\text{m}$ のなめらかな斜面があります。質量 $4\text{kg}$ の物体を、斜面にそって一定の速さで引き、斜面の下の端から上の端まで引き上げました。このとき、物体を斜面にそって引く力の大きさは何 N ですか。ただし、質量 $100\text{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\text{N}$ とし、斜面と物体のあいだの摩擦や空気の抵抗は考えないものとします。

床の上に置いた質量 $1.5\text{kg}$ の荷物に糸をつけ、糸のもう一方の端を、荷物の真上に固定したモーターの軸に取りつけた。モーターで糸を巻き取り、荷物を床から真上に一定の速さで $1.2\text{m}$ 引き上げたところ、$4.0$ 秒かかった。このとき、モーターが荷物にした仕事の仕事率は何 W ですか。ただし、質量 $100\text{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\text{N}$ とし、糸の質量や空気の抵抗は考えないものとします。

質量 $200\text{g}$ の動滑車に、質量 $1.8\text{kg}$ の物体をつるしました。ひもの一方の端を天井に固定し、ひもを動滑車の下に通して、もう一方の端を手で真上に引き、物体を一定の速さでゆっくり引き上げました。動滑車の両側のひもはどちらも鉛直です。このとき、手がひもを引く力の大きさは何 N ですか。ただし、質量 $100\text{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\text{N}$ とし、ひもの質量と摩擦は考えないものとします。

床の上に置いた質量 $600\mathrm{g}$ の物体を、手で真上にゆっくりと一定の速さで $50\mathrm{cm}$ 持ち上げた。このとき、手が物体にした仕事は何 J ですか。ただし、質量 $100\mathrm{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\mathrm{N}$ とする。

まっすぐな棒を支点で支えて、てこをつくりました。支点から左に $0.2\text{m}$ はなれた棒の上の位置に質量 $6\text{kg}$ の物体をのせ、支点から右に $0.6\text{m}$ はなれた位置を手で真下に押して、棒を水平に保ちました。このとき、手が棒を押す力の大きさは何 N ですか。ただし、質量 $100\text{g}$ の物体にはたらく重力の大きさを $1\text{N}$ とし、棒の質量は考えないものとします。