質問: 求め方を教えて下さい。 図のような摩擦のある傾斜上に、質量2kgの物体を静かに置いたら、物体は滑りだした。 次の問に答えよ。
回答: 質量:m=2 kg 重力加速度:g=9.8 m/s^2 斜面の角度:θ=20° 動摩擦係数:μ=0.2 (1) 垂直抗力:N=mgcosθ=2×9.8×0.94=18.4 N 摩擦力:R=μN=0.2×18.4=3.68 N (2) 物体が斜面を滑り落ちようとする力:F=mgsinθ=2×9.8×0.342=6.70N 加速度をαとして、運動の式 mα=F-R=6.70-3.68=3.02 α=3.02/m=3.02/2=1.51 m/s^2 (3) [速度:v]=[加速度]×[時刻] v=1.51×3=4.53 m/s (4) [移動距離:L]=(1/2)×[加速度]×[時刻]^2 L=(1/2)×1.51×3^2=6.8 m 落下高さ:H=[移動距離]×sinθ=6.8×0.342=2.32 m 位置エネルギーの減少=mgH=2×9.8×2.32=45.5 J 運動エネルギーの増加=(1/2)mv^2=(1/2)×2×4.53^2=20.5 J (5) [仕事量]=[力]×[移動距離]=RL=3.68×6.8=25.0 J 書き間違いや計算間違いしてないか検算よろしく。