187.仕事と運動エネルギー ●質量2.0kg の物体が,
なめらかな水平面のx軸上の原点Oを速さ 3.0m/s で通過
した瞬間から, 速度の方向を含む鉛直面内で一定の角日だ
F(N)
F
Oト
10m
け上向きに力F[N] を加えた。カFの大きさは移動ととも
に右のグラフのように変化する。また, cos0=0.80 とす
8.0
る。
2.0
(1) カFが物体にした仕事Wは何Jか。
(2) 物体が x=D10m の点を通過する瞬間の速さひは何m/s
10
x [m)
100
か。
こ
代
108.保存力以外の力の仕事 ● 半径尺の円
弧状のなめらかな曲面ABがある。円弧の上
端Aと円弧の中心0の高さは等しく, 円弧の最
下点Bと0を通る線は鉛直である。その右側に HT
はなめらかな水平面 BC と傾角0のあらい斜面 CD がある。いま, 円弧の上端Aから質
量mの小物体を静かにはなしたら,円弧にそってすべり降り,さらに斜面 CD にそって
のほり始めたが,点Cからある距離を進んだ点Xで速度がいったん0になった。その直
後に逆もどりをして, 円弧面のある高さの点Yに達したところで再び速度が0になった。
小物体と斜面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。
(1)小物体が最初に円弧の最下点Bを通過するときの速さかはいくらか。
(2) CX 間の距離dはいくらか。
(3) 小物体が逆もどりをして円弧面をのぼったときの最高点Yの高さHは,点Bを基準
にしていくらか。
R
A
X D
B
メ
末 ( 大のびの (東京電機大 改] > 105
ヒント 107. カFの分力 Fcos0のみが仕事をする。(F-x 図の面積)×cos0 が, Fのした仕事となる。
108.動摩擦力は, 斜面の上り, 下りともに物体に対して負の仕事をする。