運動エネルギーと物理学の演習問題の例

運動エネルギーと物理学の演習問題の例5選

1. 質量5000kgの車が最初は静止しており、その後20m/sの速度で動き出す。車に対して行われた仕事の総量を求めよ。
討論
知られている :
質量（m）= 5000 kg
初速度 (v_o) = 0 m/s (最初は車は静止している)
最終速度（v）_t) = 20 m/秒
質問 : 総力
ジャワブ :
仕事-運動エネルギー定理 総仕事量は運動エネルギーの変化量に等しいと述べている。数式で表すと次のようになる。
総労力:
W_合計 = ½ m (v_t² -v_o²)
W_合計 = ½ (5000)(20² - 0²)
W_合計 = (2500)(400 – 0)
W_合計 = (2500)(400)
W_合計 = 1000.000
総仕事量は1000.000ジュールです。

2. 質量10kgの物体が、最初は5m/sの速度で運動している。少し後、物体は10m/sの速度で運動している。物体に対して行われた仕事の総量を求めよ。
討論
知られている :
物体の質量 (m) = 10 kg
初速度 (v_o) = 5 m/秒
最終速度（v）_t) = 10 m/秒
質問 : 総努力
ジャワブ :
総労力:
総仕事量は375ジュールです。

3. 質量2000kgの車が水平速度10m/sで走行している。突然、運転手が車の速度を5m/sに減速した。運転手が車に対して行った仕事は…
討論
知られている :
車の質量 (m) = 2000 kg
初速度 (v_o) = 10 m/秒
最終速度（v）_t) = 5 m/秒
質問 : 総努力
ジャワブ :
総労力:
総仕事量は75.000ジュールです。
負の符号は、車に作用する合力が車の変位方向と逆方向であることを意味します。また、仕事が負であるということは、車の運動エネルギーが減少することも意味します。

4. 質量1トンの車が最初は静止している。次の瞬間、車は10m/sの速度で動き出す。車のエンジンが行った仕事量は…
A. 1.000ジュール
B. 10.500ジュール
C. 15.000ジュール
D. 25.000ジュール
E. 50.000ジュール
議論 ：
知られている :
m = 1トン = 1000 kg、v_o = 0 m/s、v_t = 10 m / s
質問 :
努力（W）？
ジャワブ :
仕事＝運動エネルギーの変化

運動エネルギーの変化 :
= ½ m(v_t² -v_o²) = ½ (1000)(100 – 0) = ½ (1000)(100) = 50.000 kg m²/s² = 50.000ジュール
つまり、W = 50.000ジュール
正解はEです。

5. 質量10kgのテーブルが最初は滑らかな床の上に静止しており、その後10秒間押されて、2m/sの加速度で直線的に移動します。²行われた取り組みの規模は…
A. 2000ジュール
B. 3000ジュール
C. 6000ジュール
D. 8000ジュール
E. 9000ジュール
議論 ：
知られている :
m = 10 kg、t = 10 秒、v_o = 0、a = 2 m/s²で_t =？
質問 :
努力（W）？
ジャワブ :
最終速度（v）を計算します。_t）：
v_t = v_o + at = 0 + (2)(10) = 20 m/s

仕事＝運動エネルギーの変化

運動エネルギーの変化 :
= ½ m(v_t² -v_o²) = ½ (10)(400 – 0) = ½ (10)(400) = ½ (4000) = 2000 ジュール
つまり、W = 2000ジュール
正解はAです。