中3理科

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5分で解ける!力学的エネルギーの保存に関する問題

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5分で解ける!力学的エネルギーの保存に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう
力学的エネルギーの保存

中3 物理12 ポイント3 答えあり

解説

これでわかる!
練習の解説授業

運動エネルギー+位置エネルギーは一定

中3 物理12 ポイント3 答えあり

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力学的エネルギーの保存について、詳しく見ていきます。
図にはジェットコースターの様子が表されています。
Aの位置からスタートして、Eの位置まで進むわけです。
このA~Eの5つの地点のうち、一番速いのはどこか考えてみましょう。
みなさん、Bが一番速いと思いませんでしたか?
実はそれは間違いです。
どうして間違いなのか、エネルギーの大きさを考えることでよくわかります。
ちなみに、今回はエネルギーが熱や音に変わらない理想的な環境をイメージしてください。

中3 物理12 ポイント3 答えあり

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それでは、A~Eの地点の位置エネルギーを考えます。
AからCに行く間、高さが低くなっています。
つまり、位置エネルギーは 小さく なっています。
それに対して、CからDに行くと、位置エネルギーは 大きく なります。
最後にDからEに行くと、位置エネルギーは 小さく なります。
ここで、力学的エネルギーの保存を思い出しましょう。
あるエネルギーが減ると、他のエネルギーが増えるのでしたね。
つまり、AからCで位置エネルギーが減ると、他のエネルギーが増えます。
今回は熱や音のエネルギーは考えないので、 増える のは運動エネルギーです。
また、CからDでは、位置エネルギーが増えています。
その分、運動エネルギーが 増えます
最後に、DからEでは、位置エネルギーが減ります。
したがって、運動エネルギーが 増える ことになります。
このように考えると、どこが一番速いのかがわかります。
速さは、物体のもつ運動エネルギーと深く関係していましたね。
すると、運動エネルギーが最も大きくなる C が一番速いことになります。

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このように、力学的エネルギーは保存されるので、運動エネルギー+位置エネルギーは一定になるわけです。

中3 物理12 ポイント3 答えあり

力学的エネルギーの保存
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      運動とエネルギー

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