高校物理の質問です!
参考書に
『運動エネルギー+位置エネルギー=力学的エネルギーである。このとき、位置エネルギーは重力によるものと弾性力によるものの両方を指しています。』
とあったのですが、この意味は
①・運動エネルギー+重力による位置エネルギー
=力学的エネルギー
・運動エネルギー+弾性力によるエネルギー
=力学的エネルギー
なのか、
②運動エネルギー+重力による位置エネルギー+弾性力による位置エネルギー
=力学的エネルギー
①なのか②なのかわかりません、、
教えてください!お願いします!!
No.4ベストアンサー
- 回答日時:
②です。
例えば、天井からぶら下がっているバネの下部につながっている重りの上下運動
を考えれば、②になります。
もちろん、運動の状況によっては、重力による位置エネルギーがゼロの場合や、弾性力
によるエネルギーがゼロの場合がありますから、結果的に①になる場合もありますが。
No.7
- 回答日時:
実は、エネルギーには未知のエネルギーもある?。
運動エネルギー、位置エネルギー、も力学的エネルギーであると言うだけのことでは、化学的エネルギーでも、熱エネルギーでもありませんね。
箱の上にリンゴがある、箱を取り払うと、リンゴの位置エネルギーが運動エネルギーとなりますね(落下)。
では、例によって、「摩擦ゼロの板」の上にコイルスプリングを横に置き、リンゴで圧縮した状態で停止すれば?、弾性による位置エネルギーを持ちます、支えていた障害物を取り除けば、運動エネルギーに変換され。横に移動します。
もし、板がなければ、重力による位置エネルギーも運動エネルギーに変換され、横に移動するとともに落下して放物線を描く運動します。
逆に力学エネルギーって、運動エネルギーと位置エネルギーだけ?、加速度を加えるとか、力を加えるとか言いますが、それらは力学エネルギーではないのかな?。
参考書は、その部分に限っての説明のような気もしますが?、全体を理解しないことには・・・・?。
何が何でも、無理に・・・というなら当然②ですが、どちらかの位置エネルギーがゼロもあり得るだけの事です。
No.6
- 回答日時:
②ですね。
厳密にはそれ程単純では有りませんが、高校レベルでは
位置エネルギーは単にエネルギーのー形態くらいに
捉えるのがよいと思います。
そして、位置エネルギーも含めてエネルギー保存則が成り立つので、
系からエネルギーが出たり、入ったりしなければ、系の全ての位置エネルギーと
全ての運動工ネルギーの総和は変化しません。この総和を
系の内部エネルギー とか 力学的エネルギーと呼んでます。
No.3
- 回答日時:
「ばね」が関係ない「重力場での自由落下」「斜面」のような場合なら①の上。
「重力」を考えない「机の上の横置きのばね」のような場合なら①の下。
「ばね」を縦にぶら下げて、その下におもりを吊り下げたような場合には②。(「重力」と「ばねの弾性力」の両方が作用する)
さらに「電荷」をもった粒子を電場の中に置けば「静電場」による電気的な位置エネルギーが存在する場合もあります。
つまり「考えている場面で、どんな位置エネルギーが存在するか」によって位置エネルギーの中身は変わります。そういったものを総称して「位置エネルギー」と呼んでいるのです。
No.2
- 回答日時:
位置エネルギーや弾性エネルギーは運動エネルギーと異なり、それ自体は何の変化ももたらしません。
解放され運動エネルギーに変わることによって初めてあることが確認されるエネルギーです。
こういうエネルギーのことを潜在(ポテンシャル)エネルギーと言います。
位置エネルギーが解放されると運動エネルギーとなり、運動エネルギーが潜在化すると位置エネルギーとなります。
その関係は貯金と似ています。
引き出されて現金化したのが運動エネルギー、預けられて通帳にしまわれたお金が位置エネルギーです。
そして現金と貯金合わせたのが全財産になります。
この全財産が力学的エネルギーとなります。
また同じ関係は運動エネルギーと弾性(ポテンシャル)エネルギーについても言えます。
(ぜんまいを巻く(弾性エネルギーの増大)とき、ねじに運動させます(運動エネルギーの投入)よね)
したがってこれも全財産に入れると、その内訳は
「手持ちの現金」
「位置銀行に預けたお金」と
「弾性銀行に預けたお金」
となります。
つまり 力学的エネルギー=運動エネルギー+位置エネルギー+弾性エネルギー
となるわけです。
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