- ベストアンサー
エネルギーって何ですか？
chirubouの回答
No.1 です。お返事いただけて嬉しいです。説明に誤りがあって気になっていたものですから。すいません、[重力]＝[力] ではありませんでした。重力が質量のある物体に働いた時に力になります。 で、今度は力とエネルギーですよね。地面に転がっている石は、地面を重力とその重さからくる力で地面をおしていますが、エネルギーを出したり消費したりましていません。人間がとても重いものを動かそうとして、結局動かなくても、人の感触としてはエネルギーを使ったような気がしますが、それはエネルギーではなく体力を消費しただけです。おっと脱線してしまいました。言いたかったのは、力は力、働かない（動かない）とエネルギーにはならないということです。 振り子に話を戻しましょう。振り子を動かすには、最初に重りを持ち上げますよね？この時にエネルギーが使われます。つまり No.2 さんのおっしゃる [力]×[距離]＝[仕事] であり、[力]=[重さ]×[重力] です。持ち上げられた重りは位置エネルギーを蓄えており、重力で下がり始めます。このとき、最初に持ち上げられたことで貯まっているエネルギーが運動エネルギーとして解放され、その結果として重りが下がるのです。 一番したまでくると今度は上らないといけません。この時は下がる時に蓄えられた運動エネルギーが、位置エネルギーに変換されます。そして運動エネルギーが全て位置エネルギーになった時、重りは止まり、それは一番高いところになる訳です。後はご存知の通り、これの繰り返しになる訳です。
関連するQ&A
- 【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。
- ベストアンサー
- 物理学
- 力学的エネルギー保存則？
高３です 力学的エネルギー保存則についてあまり理解ができてません・・・。 使い方はなんとなくわかり、 摩擦、抵抗が無いときは力学的エネルギー保存則が適応できて、運動エネルギーと位置エネルギーの和は一定である というものを利用して問題が解ける。という風に丸暗記というか操作の方法だけ覚えています。 なぜか・・・ というのがいまいち分かりません。 例えば高さＨのところから高さhまでの斜面に質量ｍの玉を転がしたら、mgH=1/2 mv^2+mgh でhの時点の速度が求まる。まぁmは結局消えるから速さは質量によらないということもここから分かりますね・・・。 一応知識としてはこれくらいは分かっているつもりなのですが、「エネルギー保存則＝位置エネルギー＋運動エネルギー」がなぜそうなのかというのがいまいち分かりません。 なんか2つが別々のようにおもえるのに足すということがあまり理解できないというか・・・。 2つの和が一定ということは、位置エネルギーが変化したら運動エネルギーが減るってことですか？ 位置が高くなったらその分運動エネルギーが減る？？ そもそも「運動エネルギー」とは「動いている物体は他の物体に力を及ぼして仕事をすることができるのでエネルギーを持っている」と言え、それを運動エネルギーといっているのですよね。 位置が高くなったらエネルギーも蓄えられそうですが、これって、斜面を転がっていてボールのスピードが加速してる・・・ けど上り坂になる（位置エネルギーがあがる）と玉のスピード（運動エネルギー）が下がる。 というイメージでいいのでしょうか？ 教科書にも定義みたいのことしか書いてなく、イメージがつかめないので勝手に想像してみました。こういう理解でいいのでしょうか？アドバイスおねがいします・・・ ｍ(。。ｍ
- ベストアンサー
- 物理学
- 運動エネルギー・位置エネルギーと落下運動
物体を静かに落とした時、地面を基準としたら、落とす直前の運動エネルギーは０，位置エネルギーは最大になり、物体が地面に着いた時、運動エネルギーは最大，位置エネルギーは０になると思います。 では、物体が地面に着いた後のエネルギーはどうなるのでしょうか？ 運動エネルギーは速さの２乗に比例しているみたいなので、速さが０になると運動エネルギーも０になるはずです。 しかし、力学的エネルギー保存の法則から運動エネルギーが０になったら位置エネルギーは最大になると思うので、再び運動エネルギーは０，位置エネルギーは最大になるのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 仕事とエネルギーについて
「なめらかな斜面がある。小物体を手で力を水平右向きに加えて斜面をゆっくり上らせた。このとき、小物体に働くすべての力がした仕事はいくらか？」 解答を見ると、「物体の運動エネルギーは、外力にされた仕事の分だけ変化する。小物体の運動は常にゆっくり行われ、その早さは０に等しく小物体の運動エネルギーは常に０であるから、小物体の運動エネルギーは外力に仕事をされても変化しなかったことになる。よって小物体が全外力にされた仕事の和は０」 となってします。 運動エネルギーが変わらないのは納得できますが、明らかに位置エネルギーは増加しています。された仕事が０だとするとこれは力学的エネルギー保存則に反しないのですか？ 位置エネルギーが増加しているので、小物体がされた仕事は正のような気がしてなりません。 教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- ばねによる弾性エネルギーと力学的エネルギー。
上端を固定したばねに、質量mのおもりをつけた。おもりを自然長の位置から静かに下げていくと、のびがaのときにつり合った。重力加速度の大きさをg、重力による位置エネルギーの基準点を自然長の位置とする。 (1)つり合いの位置での力学的エネルギーをaを使って表せ。 (2)再び自然長の位置までおもりを持ち上げ、そこで急に手を離したところ、 おもりはつりあいの位置を中心に上下に単振動をした。つりあいの位置でもおもりの速さを求めよ。 (3)ばねの最大の伸びはいくらか。 まず（2）から質問。回答では自然長とつりあいの位置で、力学的エネルギー保存の法則を使って mg×0 + 1/2m×0^2 + 1/2k×０^2 = mg(-a) + 1/2mv^2 + 1/2ka^2 となっていました。 この右辺は簡単に理解できます。つりあいの位置での全力学的エネルギーです。 しかし左辺、これは自然長つまりばねに物体を取り付けてない、図で言う一番左の状態の全力学的エネルギーですよね？ 右辺は物体を付けた状態の時のエネルギーなのに、左辺はそもそも物体を付けてない時の状態の力学的ねるぎーです（とはいっても０ですが。） これが解答である以上私が間違っているのですが、おかしいと思います。 つまり、力学的エネルギーの総量が一番左の図とつりあいの図では違うから、力学的エネルギー保存則が使えないと思ったのです。 それに、つりあいの位置での力学的エネルギーの総量が=0 なんてこれも理解しづらい。 物体もついているから負の位置エネルギーもあるだろうし、ばねの弾性力もあると思います。 なのに0と等しいなんてわかりません。 次、(3)の問題です。回答では ばねの最大の伸びをXとすると、最大の伸びのとき速さは0だから（わかる。） mg×0 + 1/2m×0^2 + 1/2k×0^2 = mg(-X) + 1/2m×0^2 +1/2kX^2 右辺はわかります。最大の伸びのときの全力学的エネルギーです。 しかしこれまた、左辺が自然長のときの全力学的エネルギーです（0ですが）。 （2）と同じで、自然長の時は物体を付けていないから、弾性力のエネルギーも、位置エネルギーもないので、このときと最大の伸びのときの力学的エネルギーが等しいなんて思えません。 （状況が違うから。） 最後になりましたが、長々としたのはかなり自分も考えましたが、分からない部分がはっきりつかめないので、しつこく書いてみました。 解決して次の問題に行きたいと思っていますので、物理に自身のある方、この問題が分かる方 誰か教えてくれる方はおられませんか。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- この場合は力学的エネルギーは保存されるのですか？
この場合は力学的エネルギーは保存されるのですか？ (1)「平面上に質量mの小球が2個ある．1個は静止しており，他の1個は速度Vで等速直線運動をしている．小球が衝突した．衝突後，小球はどちらも動き出した．衝突後の二つの小球の運動量の方向は一定の角をなしている．この角度を求めよ．ただし，この衝突は弾性衝突とし，摩擦は考えない．」 という問題の解説がわかりません． 「Vで動いていた小球の衝突後の速さをv1，静止していた小球の衝突後の速さをv2とする． 力学的エネルギー保存の法則からmV＾2/2=mv1＾2/2+mv2＾2/2が成り立つから～～」 という解説がありました． ここで思ったのですが，この場合，力学的エネルギーは保存されているのですか？ 過去に (2)「質量5.0kgの物体が10m/sの速さで飛んでいた．B点でその物体は1kgと4kgに分裂た．それぞれ43.3m/s，6.25m/sの速さで，進行方向に対して左30度，右60度に飛んでいった．」 という問題（例として答えを全て書いている．）をしました． そこでmV＾2/2=mv1＾2/2+mv2＾2/2にこの問題の数値を代入してみたのですが，ぜんぜん答えが違うのです． なので(1)の問題の解説にあった力学的エネルギー保存の法則は成り立ってないように思えるのです． もし成り立っているとしても進行方向と水平な方向，垂直な方向のそれぞれで成り立っているかな．と思います．
- ベストアンサー
- 物理学
- 位置のエネルギーについて
位置のエネルギーについてどう考えますか？ 重力による位置エネルギーを考えます。 質量 ｍ の物体を基準面よりｈだけ高いところへおくと、 位置のエネルギー ｍｇｈ が考えられますね。 このとき、基準面から物体を移動することを考えると、 物体に働く力は重力 ｍｇ と上に移動させるための F（=ｍｇ）の力が鉛直上方に必要となります。 仕事を考えます。 Fのする仕事は ｍｇｈ です。 説明ではこれが位置のエネルギーとなる とあるのをよく見ますが、 しかし、同時に重力による仕事は -ｍｇｈ で相殺されて0になります。 したがって、物体にされた仕事の総和は0です。位置のエネルギー ｍｇｈ はどこから供給されたといえるでしょうか。 ちなみに、水平方向に運動する物体の運動エネルギーでは、した仕事が 運動エネルギーの変化分になります。物体にされる仕事の総和は 0ではありません。 また、位置エネルギーが蓄えられているのはどこに？ 物体ですか？それとも重力場ですか？どう考えられますか？ 運動エネルギーでは物体に蓄えられていると言っていいと思いますが・・・。
- 締切済み
- 物理学
- 力学的エネルギー保存の法則とは？
初歩的な物だと思うのですがいまいち意味合いがわかりません。 よろしくおねがいします。 質量２．０ｋｇの小球を高さ１０ｍの位置から静かに落とした。 地面に衝突する直前の速さはいくらか。 ただし重力加速度を9.8m/s^2とする。 という問題のときに、 力学的エネルギー保存の法則より 高さ１０ｍの位置に小球がある力学的エネルギー 1/2mv^2＋ｍｇｈ＝1/2×2.0×0^2＋2.0×9.8×10 ＝196 そして衝突する直前の小球の力学的エネルギー 1/2mv^2＋ｍｇｈ＝1/2×2.0×0^2＋2.0×9.8×0 ＝v^2 を求めているのですがそもそも＝で結ばれる理由、 運動エネルギーと位置エネルギーをたす理由をわかりやすく教えていただけませんか？ どうぞよろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
返信ありがとうございます。 「脱線」していたところで結構分かったかもしれません！ 仕事の算出方法によりエネルギーは距離が関係していて、もの（地面に接している）は動かなければエネルギーは無いって言うことですよね？ 振り子の運動に関して、『振り子が初めて動いたとき[力]⇒左右に動き続ける[エネルギー]』と解釈しましたが。どうでしょう。 でも少しずつ理解できるようになって来ました。ありがとうございます。