高校物理
5分で解ける!重力による位置エネルギーに関する問題
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この動画の問題と解説
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解説
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練習の解説授業
基準点は地面
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地面を基準点とする場合です。基準点は、 位置エネルギーが0になる場所 でしたね。点Aにおける位置エネルギーUgは、物体Aの質量m[kg]と重力加速度gと高さh[m]を用いて求めることができます。 位置エネルギーの公式Ug=mgh に、m=2.0[kg]、g=9.8[m/s2]、h=5.0[m]を代入して求めましょう。
(1)の答え
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また問題では聞かれていませんが、物体Bの位置エネルギーは基準点にあるので、もちろん0ですね。
位置エネルギーがマイナスになることも!?
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(1)と基準点が変わっていることに注意してください。(1)では地面を基準にしていましたが、この問題では5.0[m]での高さを基準としています。つまり高さ5.0[m]の位置での位置エネルギーが0となるんですね。
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ここで、物体Bは基準点と比べて下にあり、h=−5.0[m]となります。つまり、このように位置が下にあるとき、位置エネルギーはマイナスになるのですね。 Ug=−mgh に、m=2.0[kg]、g=9.8[m/s2]、h=5.0[m]を代入すると、位置エネルギーは以下のように求められます。
(2)の答え
![高校物理 運動と力54 練習 (2)の答え](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/1_13_54_3/k_sci_phy_1_13_54_3_image06.png)
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物体が 基準点よりも上にある場合、位置エネルギーは正の値。下にある場合は負の値になる ということをしっかりと覚えておきましょう。
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基準点からの位置エネルギーを考える問題です。 基準点の位置をどこに取るかによって位置エネルギーが異なる ことに注意して、問題を解いてみましょう。