物理学

2 仕事エネルギー原理 非保存力 摩擦のある斜面上の運動 – 問題と解答

1. ブロックが摩擦のある斜面を滑り降ります。ブロックが地面に衝突するときの速度はいくらですか。動摩擦係数は 0.4 です。重力加速度は 10 m/s ²です。

既知：

初期高さ（h）_o） = 6メートル

最終高さ (h _t ) = 0 m

初速度 (v _o ) = 0 (ブロックは最初は静止している)

動摩擦係数 (μk ₎ = 0.4

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熱力学的プロセスで行われる仕事 – 問題と解決策

1.理想気体が下のグラフに示すように状態1から状態2に圧縮されます。気体が行った仕事量を求めなさい。

解決策

1リットル＝0.001立方^メートル

既知：

圧力1（P1 _） = 10 kPa = 10,000 Pa = 10,000 N/ ^m2

圧力2（P2 _） = 20 kPa = 20,000 Pa = 20,000 N/ ^m2

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衝突と力学的エネルギーの保存 ― 探究と解法

1. 2 つの物体は同じ質量m ₁ = m ₂ = 0.5 kg を持ち、下の図に示すように同じ高さから落とされます。円の半径は 1/5 m です。両方の物体の衝突は完全弾性衝突です。衝突後の各物体の速度を求めなさい。重力加速度は 10 m/s ²です。

既知：

物体の質量 (m) = m₁ = m₂ = 0.5 kg

初期高さ (h ₁ ) = 1/5 m

最終高さ (h ₂ ) = 0 (経路の基点)

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運動量、力積、および投射運動 – 問題と解答

1. 下の図に示すように、0.2 kg のボールが穴 C に挿入されます。打者は 0.01 秒でボールを打ち、BC の経路は 1 秒で移動します。ボールが穴 C に挿入されるように、力の大きさを求めます。重力加速度は10 m/s ²です。

既知：

角度（θ）＝60^度

ボールの質量(m) = 0.2 kg

重力加速度 (g) = 10 m/ ^s²

時間間隔（Δt）＝0.01秒

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非一様直線運動 – 問題と解決策

1.

上の表は、一定の加速度で同じ距離を移動する3つの物体のデータを示しています。

物体Pの最終速度と物体Qの初速度はそれぞれいくらですか？

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気体分子運動論と熱力学第一法則 ― 問題と解答

1. 理想気体が体積4リットルの容器に入っており、圧力は3気圧（1気圧＝10⁵ Nm⁻²）です^。理想^気体は一定圧力下で27℃から87℃まで加熱されます。^気体の^比熱は9 JK⁻¹です。気体^の最終体積と内部エネルギーの変化はいくらですか？

解決策

等圧過程（定圧過程）

既知：

初期ガス量（V ₁）＝4リットル

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剛体の回転 ― 問題点と解決策

力の瞬間

1. 下図に示すように、長さ6メートルの梁に3つの力が作用しています。点Oを回転軸として梁を回転させる正味のトルクはいくらですか？

既知：

点Oにおける回転軸。

力1（F1 _）＝F

_F1の作用線と回転軸（r1 _）との距離＝3メートル

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直列接続および並列接続されたバネ – 問題点と解決策

1. 160グラムの物体をバネの一端に取り付けると、バネの長さが4cm変化します。下の図に示すように、 3つのバネを直列および並列に接続した場合、バネの長さの変化はどれくらいになりますか？

既知：

ばねの長さの変化 (Δx) = 4 cm = 0.04 m

質量(m) = 160グラム = 0.16 kg

重力加速度(g) = 10 m/ ^s²

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回転運動の力学 ― 問題点と解決策

1.慣性モーメントI = 2/5 MR ²の滑車の質量は 2 kg です。滑車にかかる力のモーメントが4 Nm の場合、滑車の線形加速度はいくらですか。重力加速度は g = 10 ms ^-2です。

知られている :

滑車の慣性モーメント (I) = 2/5 MR ²

滑車の質量(M) = 2 kg

力のモーメント（τ）＝4 Nm

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粒子の力学 ― 問題点と解決策

1. 質量 6 kg の物体 A と質量4 kg の物体 B が紐でつながれ、F = 60 N の力で引っ張られています（下図参照）。床と両物体間の動摩擦係数は 0.5 (tan θ = ¾) です。重力加速度は 10 m/s² です^。張力の大きさはいくらですか?

既知：

物体Aの質量（m）_A) = 6kg

物体Bの質量（mB _）＝4kg

力（F）＝60ニュートン

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