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  • 執筆者の写真ガリレオ Dr.

物理(7)(エネルギー保存則)


エネルギーの話をしようか

ここで理解して欲しい事は

Point

エネルギー保存則について理解できる。

エネルギー保存則を使える

エネルギー保存則について話そうか。

この法則は、最初のエネルギーは無くならずに、分配されるという法則である。

ここで少し、具体例をあげようか。

いきなりだが、私が本気で机をぶったたくとする。

そしたら、バンっと大きい音がなって、少し摩擦で机が暖かくなり、机が振動するだろう。

これを数式で表すと

机をぶっ叩くエネルギー = 音エネルギー + 摩擦エネルギー + 振動エネルギー

となる。どうだろう。少しは言いたいことは伝わっただろうか。

ちなみにこんな問題は出ないので、具体的に問題で使うエネルギーをまとめたので、第五回の表と同様な感じで扱って欲しい。

位置エネルギーについては、基準をどこに取るかによって変わってくるが、基本的には地面にとる。正直何言っているかわからないだろうが、私も最初はもそうだったので、今は地面からの高さで覚えてもらっても、構わない。

それでは、問題をだして、終わろうか

地面からh離れていて、静止している物体(質量m)がある。この物体を落下させたとき、

地面すれすれの速度を求めよ。

さぁ解いていこうか!

まず、エネルギー保存則を使う。

最初のエネルギー = 最後のエネルギー

である。

最初は、静止しているので、運動エネルギーは0であり、高さhなので、位置エネルギーはmgh。

次に、地面すれすれの速度をvとすると、

地面付近では、運動エネルギーは、1/2*mv^2、位置エネルギーは0(←これが最後のエネルギー)

よって、上の式に代入すると

mgh = 1/2*mv^2

これをv= して、終わり

v=√(2gh)

である。どうだろう。いきなりは難しいかったかもしれないが

最初のエネルギー = 最後のエネルギー

これをちゃんと考えれば理解出来るはずだ。

ちなみに、今回は位置エネルギーと運動エネルギーしか考えなかったが、難しい問題になると

摩擦エネルギーが入ってきたり、バネエネルギーが入ってきたりする。

Point

エネルギー保存則について理解できる。

エネルギー保存則を使える

問題

地面からh離れていて、静止している物体(質量m)がある。この物体を落下させたとき、

地面すれすれの速度を求めよ。


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