Question

あおりんご

（1）〜（4）の答えってどうなりますか？
できれば計算式も一緒だとありがたいです🙇

〔例題3] 図のように、質量10kgの物体を水平面と30°の角をなす斜面上においたところ,
滑り出し, 斜面上を20m 滑りおりた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2として次の問いに
答えよ｡
(a) 斜面がなめらかで、物体に摩擦力がはたらかない場合
(1) 滑りおりたときの物体の速さはいくらか。
20m
30°
49N
(b) 斜面から摩擦力を受け,20m 滑り降りたときの速さが10m/s になった場合
(2) 摩擦によって失われた力学的エネルギーはいくらか。
(3) 物体が斜面から受ける動摩擦力の大きさはいくらか。
(4) 物体と斜面との間の動摩擦係数はいくらか。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

パンダ

回答させていただきます…！

(a)(1)
物体について力学的エネルギー保存則が成り立つので、
(はじめの力学的エネルギー)=(あとの力学的エネルギー)より
1/2×10×0^2 + 10×9.8×20×sin30ﾟ= 1/2×10×v^2 + 10×9.8×0
よってv=14[m/s]

(b)(2)
運動のはじめとあとでの力学的エネルギーの変化量を求めると
(1/2×10×10^2 + 10×9.8×0) - (1/2×10×0^2 + 10×9.8×20×sin30ﾟ)=-480
値が負になったため、これは力学的エネルギーが減少したことを示します。
よって減少量は有効数字2桁なので
4.8×10^2[J]

(3)
(2)で求めた力学的エネルギーの変化量は運動の間に動摩擦力がした仕事なので動摩擦力の大きさをFとすると仕事の定義より
-F×20=-480
よって
F=24[N]

(3)
動摩擦係数をμとすると
μ×10×9.8×cos30ﾟ=24

これを計算すると有効数字2桁で
μ=0.28

少しでもお役に立てれば幸いです…！

あおりんご

ありがとうございます！！