かっしゃ
5 力のつり合いと、仕事とエネルギーについて調べるため、 次の実験1,2を行いました。これに
関して,あとの (1)~(4)の問いに答えなさい。 ただし, 滑車およびばねの質量, ひもの質量およびの
び縮みは考えないものとし、物体との間の摩擦ひもと滑車の間の摩擦, 空気抵抗はないもの
とします。また、質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
ていこう
実験 1
質量が等しく, ともに2kgの物体Aと物体Bをひもでつなぎ, そのひもを滑車にかけ,
物体Aを斜面上に置いた。 静かに手をはなしたところ, 物体 A, B がゆっくり動きだしたので
図1のように、物体 A,Bが床から同じ高さになるように, 物体Bを手で支えた。 その後
ひもを切ると同時に物体B から手をはなし, 物体A,Bの運動のようすを調べた。
図 1
0.9m
表
図2
滑車
0.9m
物体B.
加えた力の大きさ 〔N〕
ばねの長さ[cm]
20(R2) 千葉県公立高
物体A, Bの高さ
実験 2
ばねの一端と物体Cをひもでつなぎ, ばねの他端を手で持ち, ばねが斜面と平行になるよ
うに,実験1で用いた斜面上に物体Cを置いたところ, ばねののびは6cmであった。 次に,
ばねを手で引き、物体Cを斜面に沿ってゆっくり0.5m引き上げ, 図2の位置で静止させ
た。 物体Cが移動している間, ばねののびは, つねに6cm であった。
使用したばねは, ばねに加えた力の大きさとばねの長さの関係が表のとおりである。
ひも
0 1 2
16
15
ばね
1.5m
-物体 A
斜面
1.2m
ひも
-8
17 18
3 4 5 6 7 8 9
19
20
21 22 23
24
物体 C
1.5m
斜面
1.2 m
水平な床
移動距離
20.5m
50-(30