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解決済みの質問

【中学理科】 力学的エネルギー保存の法則について

物体の運動・位置エネルギーについての質問です。

力学的エネルギーとは、運動エネルギーと位置エネルギーの和であり、運動の速さが一定ならば、運動エネルギーは変化しない。ひもをつけた物体を同じ速さでひっぱりあげると、運動エネルギーは変化しないが位置エネルギーは増加するので、力学的エネルギーは増加する。

・・・と参考書にあったのですが、
振り子の運動で、運動エネと位置エネは互いに入れ替わるから、その和、つまり力学的エネルギーはいつも等しい。と習った気がします。


振り子の運動の力学的エネルギーがどこでも一緒なのは、特別な例なんでしょうか。
それと、ひもをつけた物体を加速しながら持ち上げたら運動エネルギーも位置エネルギーも増加し、力学的エネルギーも増加するということであってるでしょうか。

初歩的な質問ですみません。
分かる方、ぜひ回答お願いします。

投稿日時 - 2014-02-03 00:31:42

QNo.8458933

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

>振り子の運動の力学的エネルギーがどこでも一緒なのは、特別な例なんでしょうか。
>それと、ひもをつけた物体を加速しながら持ち上げたら運動エネルギーも位置エネルギーも増加し、力学的エネルギーも増加するということであってるでしょうか。

はい、どちらもそれで合っていますよ。
非常に正しく理解できているようです。自信を持って頑張ってください。


ちなみに補足しますと、
振り子には(重力以外の)外から力が加わっていないので、力学的エネルギーが保存されます。
同じように、ボールをビルの屋上などから落とした時、地面に落下する直前までは力学的エネルギーが保存されますよ。

つまり、物体が他の物体とエネルギーをやりとりしなかったら保存されます。
質問者様がおっしゃるように、「ひもをつけた物体を加速しながら持ち上げたら・・・」
という状況では、持ち上げる人がエネルギーを与えているので、保存されないで増加する、ということですね。

投稿日時 - 2014-02-03 01:16:23

お礼

分かりやすい回答をありがとうございました。
勉強の参考にします!!

投稿日時 - 2014-02-03 18:44:09

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回答(2)

ANo.2

振子のエネルギーが一定なのと、重りを人が引っ張り上げるのとは、まったく別の現象です。

振子の場合、重りが一番下に来たとき重りの動く速度は最大になるので、位置エネルギーは最少、運動エネルギーは最大。
いっぽう、重りが一番上に来たとき重りの動く速度は最少(停止)になるので、位置エネルギーは最大、運動エネルギーは最小です。
なので、位置エネルギー+運動エネルギーは一定を保っています。

重りを引き上げる場合は、(速度一定なら)運動エネルギーはずっと一定、位置エネルギーは引き上げるほど増えるので、エネルギーは増加します。むろん、加速度運動すれば、運動エネルギーも増え続けます。

投稿日時 - 2014-02-03 15:14:15

お礼

振り子と引っ張りあげるのとではまったくちがう運動なんですね。
ていねいに回答してくださり、ありがとうございました!

投稿日時 - 2014-02-03 18:44:53

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