公務員試験 H26年 国家一般職(高卒 技術) No.51解説

　問 題　　　　　

図のように、 5kg のハンマを静かに落下させたところ、ハンマは軸を中心として回転し、点 O にある試験片を折って振り上がった。このとき試験片を折るのに要したエネルギーはおよそいくらか。

ただしハンマを落下させ始めた位置におけるハンマの重心 G の点 O からの高さは 1 m であり，振り上がった最も高い位置における重心 G の点 O からの高さは 0.4 m であった。

また重力加速度の大きさを10m/s² とし摩擦は無視できるものとする。

1. 10J
2. 20J
3. 30J
4. 40J
5. 50J

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

もともとのハンマが持っている位置エネルギーは、位置エネルギーを U とすると「U = mgh」です。m = 5,g = 10,h = 1 を代入すると、5 × 10 × 1 = 50 です。

試験片を折ってエネルギーをある程度失い、フリ上がった最も高い位置における位置エネルギーを U’ とおけば、U’ = 5 × 10 × 0.4 = 20 です。

この差が、試験片を折るのに要したエネルギーと考えられます。50 – 20 = 30 です。

以上より、正解は 3 です。