物理の宿題がわかりません。 わかる方がいましたら、式と答えをお願いします。

質問

(1)200kg 140km/h 運動エネルギーは何J?

(2)1kg 40000J 物体の速さは？

(3)V=30m/sで真上に投げるときの到達速度は？

(4)到達速度が30mのとき真上に投げる速さは？

(5)K=10000N/m 100gの重りを10m/sで飛ばすには何m縮める？

お願いします。

回答No.2

fjnobu

運動エネルギーは、M*V^2/2＝MGHで単位はMはKg　Vはm/sec Gは9.8ｍ/（sec)^2で計算して下さい。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

gohtraw

（１）速度（ｖ）と質量（ｍ）から運動エネルギー（E)を求める式はご存じですか？運動エネルギーはＥ＝ｍｖ＾２／２で与えられます。この式に質量と速度の値を代入しますが、速度はｍ／ｓｅｃを使います。
Ｅ＝２００＊（１４００００／３６００）＾２／２
　≒１５１２３ｋｇ・ｍ＾２／ｓｅｃ＾２
　＝１５１２３Ｊ

（２）上記の式を変形すると
ｖ＝√（２Ｅ／ｖ）
となり、これに運動エネルギーと質量の値を代入します。４００００Ｊ＝４００００ｋｇ・ｍ＾２／ｓｅｃ＾２　です。
ｖ＝√（２＊４００００／１）
　≒２８３ｍ／ｓｅｃ

（３）求めるのは到達速度ではなく到達高さですね。空気の抵抗などはないものとして、運動エネルギーと位置エネルギーの和が一定になる、エネルギー保存則を使います。位置エネルギーは重力加速度ｇと高さｈを使ってｍｇｈで与えられます。
　投げ上げた瞬間は
運動エネルギー　ｍｖ＾２／２
位置エネルギー　ｍｇ＊０＝０
　最高到達点では（このとき速度＝０です）
運動エネルギー　ゼロ
位置エネルギー　ｍｇｈ
　となるのでｍｖ＾２／２＝ｍｇｈより
ｈ＝ｖ＾２／２ｇ
　＝３０＾２／２／９．８
　≒４５．９ｍ

（４）（３）と同様にｍｖ＾２／２＝ｍｇｈ　よりｖ＝√（２ｇｈ）　なので
√（２＊９．８＊３０）≒２４．２ｍ／ｓｅｃ

（５）バネの問題ですね。バネを押し縮めることによってエネルギーが蓄えられるわけですが、そのエネルギーは重りが飛ぶときには運動エネルギーに変わります。これもエネルギー保存則ですね。従って縮める長さをｘとすると
ｋｘ＾２／２＝ｍｖ＾２／２　より
ｘ＝√（ｍｖ＾２／ｋ）
　＝√（０．１＊１０＾２／１００００）
　≒０．０３ｍ

お礼

親切にありがとうございました。