• ベストアンサー

分からない問題があります。

分からない問題があります。 図のような摩擦のある斜面上に、質量2kgの物体を静かに置いたところ、物体は滑り出した。次の問いに答えよ。ただし、動摩擦係数は0.2、重力加速度g=9.80m/s二乗とする。 (1)物体に働く垂直抗力と摩擦力の大きさを求めよ。 (2)3秒後の物体の速度を求めよ。 (3) (2)のとき、物体の持つ運動エネルギーを求めよ。 (4)摩擦力のした仕事量を求めよ。 さっぱり分からないので解説をお願いします!

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#227255
noname#227255
回答No.1

sin20°=0.342、cos20°=0.940として計算します。 (1) 垂直抗力=重力*cos20°=2*9.80*0.940=18.4(N) 摩擦力=動摩擦係数*垂直抗力=0.2*18.4=3.68(N) (2) 斜面方向にはたらく力Fは、 重力*sin20°-摩擦力=2*9.80*0.342-3.68=3.02(N) 加速度aは、 F/質量m=3.02/2=1.51(m/s^2) よって、3秒後の物体の速度vは、 a*時間t=1.51*3=4.53(m/s) (3) 物体の持つ運動エネルギーは、 mv^2/2=2*(4.53)^2/2=20.5(J) (4) 移動距離=at^2/2であるから、3秒間の移動距離は、 1.51*3^2/2=6.80(m) よって、摩擦力のした仕事量=摩擦力*3秒間の移動距離は、 -3.68*6.80=-25.0(J) なお、この場合には、力の向きと物体の移動した向きが逆であるから、仕事量は負の値になります。 ※参考 Fのした仕事量=3.02*6.80=20.5(J) これは、物体の持つ運動エネルギーと等しくなります。

2829atlus
質問者

お礼

すいませんm(_ _)m自分で答え出しちゃいました(汗)でも答えはあってるみたいです。ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 仕事の問題についての

    水平面から30度をなす摩擦のある斜面上に、質量2.0kgの物体を置いたところ、物体は斜面に沿って4.0m滑り落ちた。このとき、重力がした仕事、動摩擦力がした仕事、および垂直抗力がした仕事を求めよ。ただし、物体と斜面との間の動摩擦係数を0.10重力加速度を9.8m/sへ2とする。           この問題の途中式などを入れたかいせつをお願いしたいです。

  • この力学の問題を教えてください。

    斜面と水平面のなす角をθとし、斜面上にm1kgの物体がある。斜面の頂点に滑車を付けm2kgの物体をつるし、m1と糸で結ぶ。斜面と物体m1との間の運動摩擦係数 μとし、m2>m1とする。 重力加速度はg (m/s二乗)とする。 1 m1にはたらく垂直抗力は? 2 m1にはたらく摩擦力は? 3 m2に働く力をあげなさい 4 以上より加速度a m/s二乗を求めよ。 物理はとてもとても苦手なので丁寧に教えてくださるとうれしいです。

  • 仕事とエネルギーの問題について

    質量mの物体が傾きθの粗い斜面を高さhだけ滑り下りるとき、次の力がした仕事を求めよ。 ただし、重力加速度をg、動作摩擦係数をu、斜面の長さをlとする。 1.垂直抗力のした仕事 2.動摩擦力のした仕事 という問題がよく分かりません。 分かる方、分かりやすいように説明してくれたら嬉しいです。 よろしくお願いします。

  • 斜面上の物体の問題がわかりません

    物理の基本的な問題ですが教えてください。 質量3.0キログラムの物体を板の上にのせて板を傾けていったところ、板が水平面と45°の角度をなしたとき、物体はすべりだした。重力加速度の大きさ9.8m/s^2として、次の問いに答えなさい。 1 板が水平面となす角が30°のとき、物体にはたらいて  いる垂直抗力の大きさと摩擦力の大きさを求めよ。 2 板と物体の間の静止摩擦係数の値を求めよ。 3 すべりだしたあとの加速度を求めよ。ただし、堂摩擦  係数を0.80とする。 以上の3問です。どうか教えてください。

  • 高1の理科摩擦力、仕事率

    高校一年生のものです。 明日試験なのですが、どうしても分からないところがあります。もしよろしければアドバイスをお願いします。 ・静止摩擦力 粗い水平面上に置かれた質量20kgの物体に、水平方向へ40Nの力を加えたが、物体は動かなかった。重力加速度の大きさを9.8m/s^2とする。 (1)物体が面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (2)物体が面から受ける静止摩擦力の大きさを求めよ。 なんですけど、公式に当てはめるんですかね?その場合、摩擦係数というのはどういう風に求めるのでしょうか? ・運動エネルギー 質量2・4kgの物体が5.0m/sの速さで運動している。この物体の持つ運動エネルギーはいくらか。 全く分からなかったので、答えを見てみたのですが、 1/2×2.4×5.0^2=30〔J〕 わけが分かりません。1/2はどこから来たの? 5.0^2は何故二乗があるのかも分かりません。 お願いします。急を要してます! 勝手なお願いですが、お願いします

  • 物理の問題

    質量2.0kgの物体を粗い斜面(摩擦力がある)上においたら運動をした。 斜面の水平からの角度は30°とすると加速度はいくらになるか。 重力加速度の大きさを9.8m/s2、動摩擦係数を0.10、√3=1.73として求めよ。 答えを無くしてしまったのでわかりません。 4.5m/s2になったのですが、 あっているでしょうか。

  • 物理I 仕事とエネルギー
図のように,水平面と

    30°の傾きをなす斜面(高さhの上部半分はなめらかで,下部半分は摩擦がある)上に,質量mの小さな物体を静かに置いたところ,高さhですべり下りた。重力加速度の大き さをg,物体と下部半分の斜面との間の動摩擦係数を2√3分の1とする。速度,加速度は斜面方向の下向きを正とする。また,物体の前面が下部半分の斜面に入った瞬間から,一定の動摩擦力を受けるものとする。
(1)下部斜面で物体の受ける動摩擦力の大きさはいくらか。
(2)なめらかな上部斜面における物体の斜面方向の加速度および,摩擦のある下部斜面におけるその加速度はいくらか。
ここで高さhをすべり下りたとき,
(3)物体に働く重力のした仕事はいくらか。
(4)物体に働く垂直抗力のした仕事はいくらか。
(5)動摩擦力のした仕事はいくらか。
(6)物体の斜面方向の速度はいくらか。

 それぞれの問いの答えをお教え下さい

  • 物理の問題が分からなくてこまってます。

    水平面となす角度がπ/6[rad]である斜面上(摩擦がない)の下端に、質量1kgの物体がある。物体を斜面に沿って上向きに初速度4.9m/sで押し出した。重力加速度を9.8m/s^2とする。初期時刻をt=0[s]とする。 (1)斜面上での物体Aの運動方程式を求めよ。(ただし物体の質量をm[kg]、重力加速度をg[m/s^2]とする。) (2)斜面上での物体Aの時刻t[s]での速度を求めなさい。 (3)斜面上での物体Aの時刻t[s]での位置を求めなさい。 (4)物体Aが斜面の上端から飛び出さないようにするためには、斜面の長さを何m以上にすれば良いか。 (5)もし、物体と斜面の間に摩擦があり、その動摩擦係数が0.1の場合、t=0sで斜面上の下端から、物体を斜面に沿って上向きに初速度4.9m/sで押し出したとする。この場合の時刻t[s]での斜面上での物体Aの速度を求めなさい。 多くてすみません。

  • 慣性力の問題

    こんにちは。 早速なんですがこのような問題がありました。 傾角30°、静止摩擦係数1.0の粗い斜面ABをもつ三角台上に質量m[kg]の物体を置く。 この三角台を斜面を左側にして右向きに一定の加速度a[m/s2]で運動させる。 重力加速度を9.8[m/s2]として、次の問いに答えよ。                                    加速度a[m/s2]がいくら以上になると、物体は斜面上をすべりだすか。 これって慣性系から見ると、物体には斜面水平方向に摩擦力、斜面垂直方向に垂直抗力、下向きに重力、右向きにmaの力が働いていると思ったんですが・・・ 解答では非慣性系を考え、右向きではなく左向きにmaの慣性力が働いていました。 私の考えはどこが間違っているのでしょうか? また、間違っていたとして慣性系からの解き方はあるのでしょうか? どなたか回答お願いします。

  • 物理の問題です。宜しくお願い致します。

    傾きの角度が30°の荒い斜面上を物体が滑り下るとき物体に生じる加速度a(m/s^2)を求めよ? 重力加速度の大きさを9.8m/s^2 斜面と物体との間の動摩擦係数を1/2√3とし 斜面に沿って下向きを正とする。 ※問題の写メを載せます。5番の問題です。 宜しくお願いします。