「ニュートンの運動の法則」 練習問題

2005.12.20 解説：電気電子工学科 井上雅彦
出題：中村陽一
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【１】慣性の法則に関する記述として適当でないものを下からひとつ選べ。

（１）昇りのエレベーターが止まろうとするとき，体が浮くように感じる。
（２）船が川の流れに逆らって上流に進むときは，下流に進むときより遅い。
（３）トラックが急カーブをきるとき，積荷が放り出されるときがある。
（４）平坦な道路上で自転車をこぐのを止めても，しばらくは走り続ける。

【２】電車の天井から糸でおもりをつるした。次の場合，糸の方向は図の １，２，３のうちどれか。

（１）電車が等速度で右へ進んでいるとき。
（２）電車が右向きの加速度で進んでいるとき。

【３】なめらかな水平面上に置いた質量 5.0〔kg〕の物体に，水平方向から 10〔N〕の力を加えて押した。

（１）この物体の加速度はいくらか。
この物体を面Pを境に，質量 2.0〔kg〕の部分Aと，質量 3.0〔kg〕の部分Bに分ける。
（２）Bに面Pから作用している力の大きさはいくらか。

【４】あらい水平面上に重さ 10〔N〕の物体を置き，ひもをつけて水平方向に引いた。

（１）引く力が 4.0〔N〕のとき，物体は動かなかった。このとき物体に働いている摩擦力 F と垂直抗力 N はいくらか。
（２）水平方向に引く力を徐々に大きくしていったところ，6.0〔N〕を超えると物体は動き出した。物体と面との間の静止摩擦係数はいくらか。

【５】質量 2.0〔kg〕の物体が水平方向に糸で引かれ，荒い水平面上を等速で運動している。物体と面との間の動摩擦係数を 0.25，重力の加速度を 9.8〔m/s2〕 とすると，糸が物体を引く力は何〔N〕か。

【６】質量 0.50〔kg〕のボールに軽いひもをつけ次のような運動をさせた。それぞれのひもの張力はいくらか。

（１）1.5〔m/s〕の等速度で下降させているとき。
（２）上向き 1.2〔m/s2〕の加速度で引き上げているとき。
（３）下向きに 1.2〔m/s2〕の加速度で下降させているとき。
（４）下向きに 9.8〔m/s2〕の加速度で下降させているとき。

【７】 質量 2.0〔kg〕の物体が，一直線上を 10〔m/s〕の速さで進んでいる。この物体に次のような力を加えた。次の問に答えよ。
（１）この物体に，10〔N〕の力を進行方向に加え続けるとき，物体の加速度の大きさと，力を加え始めてから 0.80 秒後の速さはそれぞれいくらか。
（２）この物体に，進行方向と逆向きに物体が止まるまで 10〔N〕の力を加え続けた。力を加え始めてから何秒後に何 m 進んだか。
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