物理の問題がわかりません。

質問

質量２．０ｋｇの物体が地上から４．０ｍの高さにある。次の位置を基準点にした時、重力による

位置エネルギーを求めなさい。ただし、重力加速度の大きさを９．８ｍ／ｓ２とする。

(1)地上

(2)地上から１０ｍ上の位置。

(3)地下５ｍの位置。

回答No.2

OMTOMC · ベストアンサー

位置エネルギーは物体をある場所に持っていくことで、その物体の潜在的なエネルギーを増加します。
たとえば、ボールをガラスの上に置いておきましょう。
そのままでは何も起こりませんが、ボールをある高さまで持っていき、落とすとガラスが割れます。それはガラスを割るだけのエネルギーがある高さまで持ち上げることによって増加したのです。

さて、位置エネルギーはNo1さんがおっしゃられているように
E=mghで表されます。
Eはエネルギー（J)、mは物体の質量（kg)、gは重力加速度(m/s^2)、hは高さ（m)とされています
この式の大事なところは質量と重力加速度は変わらないということです。

（１）は地上を基準としています。問題文によると物体は地上から4.0mの高さにあると書いています。なので式に当てはめると
2.0kg×9.8m/s^2×4.0m=78.4Jとなります。

次に（２）では基準が地上から10m上の位置となっています。これはどういうことかというとあなたのいる位置が地上から10m上に変わってしまったということです。あなたは地上から10m上に居るのですから物体はどこにあるかというとあなたがいるところから6m下ですよね。
高さは基準としたところからの距離なので物体の高さは基準から-6mとなります。
これを式に当てはめると
2.0kg×9.8m/s^2×(-6.0m)=-117.6Jとなります。

最後に(３)ですが（２）と同様にあなたがいる場所が地下５mで物体はそこから見てどのくらい上にいるかというと9.0m上にあります。
これを式に当てはめると
2.0kg×9.8m/s^2×9.0m=176.4Jとなります。

お礼

ご解答ありがとござます。

回答No.1

riddle09

重力による位置エネルギーは、ｍｇｈで表されます。
ここで、
ｍ＝２．０ｋｇ
ｇ＝９．８ｍ/ｓ＾2
が与えられています。

問題はｈですが、これは基準点と物体の位置との高さの差です。
物体の位置が基準点より上方にあれば位置エネルギーは正の値ですが、
下方にあれば当然負の値をとります。
それぞれの場合のｈの値に付いては、質問者さん自身がお考え下さい。

お礼

参考意見ありがとうございます。