「力学的エネルギー保存の法則」 練習問題

2006.2.3 解説：教育センター　平田　慈
出題：中村陽一
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【１】質量 4.0〔kg〕の荷物をゆっくりと 1.5〔m〕の高さまで持ち上げた。 重力の加速度 g を 9.8〔m/s2〕として次の問に答えよ。

（１）荷物にした仕事は何〔J〕か。
（２）重力がした仕事は何〔J〕か。

【２】ポンプで 2.0〔m3〕の水を 5.0 分間で 3.0〔m〕だけ高いところへくみ上げた。 このポンプの仕事率は何〔W〕か。水 1〔m3〕の質量を 103〔kg〕とする。

【３】質量 0.50〔kg〕のボールが，基準面から 10〔m〕のところを 20〔m/s〕の速さで飛んでいるとき， このボールの力学的エネルギーはいくらか。

【４】初め静止していた人の乗った自転車を，前向きに 4.0×102〔N〕の力で押しながら 4.0〔m〕動かした。自転車の速さはいくらになるか。ただし，人と自転車の質量の合計を 50〔kg〕とする。

【５】地上 10〔m〕の高さから質量 0.50〔kg〕のボールを静かに落とした。地面を基準とする。

（１）初めこのボールが持っていた重力の位置のエネルギーはいくらか。
（２）ボールが地面にあたる直前の速さを，力学的エネルギー保存の法則を用いて求めよ。

【６】力学的エネルギー保存の法則に関する記述として適当でないものを，次の（１）〜（４）のうちから一つ選べ。

（１）止まっているボートから飛び降りたら，ボートが反対向きに進み出した。
（２）ジェットコースターは高いところで遅く，低いところで速い。
（３）ボールを真上に投げるとき，手を離れるときの速度が大きいほど高く上がる。
（４）坂道を自転車で下るとき，自転車をこがなくてもだんだん速くなる。

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