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基本例題 27
仕事
右図のように,傾き 30°の滑らかな斜面上に置かれた質量2.0 kgの物体を,斜面
に沿って力Fを加えて点Oから点Pまでゆっくりと 10mだけ引き上げた。重力
加速度の大きさを 9.8m/s° とする。
(1) 加えた力の大きさFは何N か。
(2) 加えた力がした仕事 W は何Jか。
(3) 垂直抗力がした仕事 Waは何Jか。
(4) 重力がした仕事 Ws は何Jか。
P、p
0
10m
30°
等速でゆっくりと動かすとき, 物体にはたらく力はつり合っている。重力の斜面
方向の成分 mgsin30° と加えた力の大きさ Fは等しい。
考える
解説)
(1) 重力の斜面に平行な成分と加えた力の大きさは等しいので,
mgsin30°
F= mg sin 30°= 2.0 × 9.8 ×
9.8N
2
mg
30°
(2) 力の向きに 10m移動したので, Wi= 9.8× 10 = 98 J
(3) 垂直抗力と移動の向きのなす角は 90°であるので, Wa=0J
(4) 重力と逆向きに,10sin 30° [m] =D 5.0m変位したので、
Ws = 2.0 ×9.8×(-5.0) =-98J
5.0m30%
10m
重力と逆向き
の変位
重力