人気マンガがだれでも無料♪電子コミック読み放題!!

高一 物理 力学的エネルギー保存則の範囲です

点Aにおいて、なぜ重力による位置エネルギーが
ゼロになるのですか??

教えてください
お願いします

「高一 物理 力学的エネルギー保存則の範囲」の質問画像

A 回答 (6件)

位置エネルギが、どれだけあっても、計算結果には何の影響もありません。


位置エネルギーは重力の影響で運動を始めて、初めて表面化する、と考えても・・・・・。
問題の内容で位置エネルギー云々するなら、最高点に達した時点で、もともとあった?位置エネルギ+hmに相当する位置エネルギーを獲得したと言うだけです。
ばねが持っていたエネルギーが位置エネルギーに変換されて、上乗せされた、絶対量が問題ではなく上乗せされた量さえわかればOKなんです、保存の法則が確認できます。
地球上で動き回る運動の速さに、地球の自転速度や公転速度を含めて計算する人普通はいませんね。
    • good
    • 0

位置エネルギーとは、重力に逆らって物体を持ち上げる「仕事」です。


高さを x として ∫(mg)dx で定義されるので、
二点間の位置エネルギーの差は定積分として定まりますが、
ある一点でのエネルギーの値を決めようとすると積分定数が必要です。
そこで、位置エネルギーが 0 になるような点(の高さ)を設定して
不定積分がひとつの関数になるようにするのです。
高校物理で出てくるものとしては、電位なんかもこのスタイルですね。
    • good
    • 0

基準の値を決める必要があります。


ただし、別に0じゃなくてもいいです。
「点Aでの位置エネルギーをE0」
として計算しても同じ答えになります。
    • good
    • 0

Aで0と「決めた」からです。


位置エネルギーというのは基準位置を0に決めて求めるもの。
基準位置に対する相対的なエネルギーです。

好きな位置で0と定めて良いのですよ。
    • good
    • 0

「位置エネルギー」とは相対的なもので、A点に比べてB点の「高さの差」が h であるということで、


「A点に対するB点は h (m) の高さに相当する位置エネルギーを持つ」
ということなのです。

もし、「海面の高さ」を基準にして、A点の高さが 10 m であれば
「A点は、海面に対して 10 (m) の高さに相当する位置エネルギーを持つ」
「B点は、海面に対して 10 + h (m) の高さに相当する位置エネルギーを持つ」
ということになりますが、A点から見れば、上と同様に
「B点は、A点に対して h (m) の高さに相当する位置エネルギーを持つ」
ということです。

このようにA点の高さを基準にすれば、「A点は、A点に対して 0 (m) の高さに相当する位置エネルギーを持つ」ということであり、「A点の位置エネルギーはゼロ」ということになります。
    • good
    • 0

まず重力による位置エネルギーは、相対的なものだという事を理解しましょう。


身長 120 cm の人は、小学生にしたら高い方、高校生にしたら低い方。
何を基準にするかによって、大きくも小さくもなる。基準によって数値が変わる。
こういう相対的なものなのです。

この問題では、当初の高さにおける位置エネルギーを基準として、基準なので 0 にした、という事です。
別に基準を -100 にしても + 100 にしても、問題を解いた結果は変わりません。
0 にするのが分かりやすいだけ。
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q万有引力の式を微積なしに導く方法などが書いているサイトはないでしょうか?

万有引力の式を微積なしに導く方法などが書いているサイトはないでしょうか?

Aベストアンサー

プリンキピアは、幾何学的に万有引力の法則を導いているはずなので、やれなくはないはずです。
原書ないし翻訳を読むのは辛いと思うので、ブルーバックスでいいんじゃないですか。
私は未読ですが。
https://www.amazon.co.jp/%E3%83%97%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%AD%E3%83%94%E3%82%A2%E3%82%92%E8%AA%AD%E3%82%80%E2%80%95%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3%E3%81%AF%E3%81%84%E3%81%8B%E3%81%AB%E3%81%97%E3%81%A6%E3%80%8C%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B%E3%80%8D%E3%82%92%E8%A8%BC%E6%98%8E%E3%81%97%E3%81%9F%E3%81%AE%E3%81%8B-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9-%E5%92%8C%E7%94%B0-%E7%B4%94%E5%A4%AB/dp/4062576384

プリンキピアは、幾何学的に万有引力の法則を導いているはずなので、やれなくはないはずです。
原書ないし翻訳を読むのは辛いと思うので、ブルーバックスでいいんじゃないですか。
私は未読ですが。
https://www.amazon.co.jp/%E3%83%97%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%AD%E3%83%94%E3%82%A2%E3%82%92%E8%AA%AD%E3%82%80%E2%80%95%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3%E3%81%AF%E3%81%84%E3%81%8B%E3%81%AB%E3%81%97%E3%81%A6%E3%80%8C%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B%E3%80%8D%E3%82%92%E8%A8%BC%E6%98...続きを読む

Qなぜ標準状態で22.4Lには必ず気体は1 molなのでしょうか? 例えば、適当に22.4Lの容器から

なぜ標準状態で22.4Lには必ず気体は1 molなのでしょうか?
例えば、適当に22.4Lの容器から酸素を抽出した場合、ジャスト1 molが得られるのでしょうか?
どんな気体も22.4Lに1 molしかない理由がわかりません。

Aベストアンサー

温度=粒子運動エネルギー量平均
で、
粒子硬度が 同じと、
想定されているから、

重い 粒子は、
速度か 遅くなり、

結果、
1粒子あたり 同温度での、
運動エネルギー量が、

其の粒子質量に 関わらず、
同じ、


故に、
粒子群が 衝突により、
単位面積に 与える、
総衝撃平均が 同じ、

と、
想定されるのでしょうね。


そして 其の、
単位面積に 与える、
総衝撃平均が、
地球 地表面では、
1気圧 なのでしょう。

Q光学、電磁気学、量子力学の違い。三者は異なる学問ですか? それとも本質的には同じで古い順番ですか?

電磁波について知りたいと思ったのですが、
>歴史的経緯や議論の側面によって光学、電磁気学、量子力学に分けられ
と書かれていました

どういう意味ですか?
・アプローチが異なるだけで本質は同じ学問ですか?
・以前は「光学」が正しいと考えられていたけれども、「電磁気学」が正しいとわかって、今は「量子力学」が正しいと考えられている、ということですか?
・あるいは、三者は異なる学問なのですか?
・もしくは、同じことを異なる方向から扱うので、学問によって、正解が異なるのですか?

>電磁波の境界は統一的に定められたものではない。学問分野・国毎の法律・規格等によって多少の違いがある
・この辺りの違いが生じる理由を知りたいです

Aベストアンサー

No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>この辺りの学問の分け方はどこが決めているのですか?

誰も決めていません。そんな「神さま」みたいなものは存在しないのです。人間であれば、「権威」といわれる人ほど謙虚で身の程をわきまえており、そんな身に余る僭越なことはしません。文部科学省のこざかしい役人やそれに群がる「御用学者」が、「学習指導要領」などという「おかみ」の指示を出していますが、「ゆとり教育」だ「脱ゆとり」だ、日本語も満足に話せない小学生に英語教育だと、迷走ばかりしています。

ご質問の「科学の分類」は、あくまで「便宜上の分類」と考えればよいです。ものごとを整理・分類・体系化して、自分の立ち位置を客観的・共通概念的に明確にすることは大事ですから。
ただし、分類にも「ツリー構造」「階層構造」とか「ネットワーク構造」などいろいろあるし、ご質問のように「光」に対してどのようにアプローチするかでも分類が変わります。
「光」を認知する人間の側から「色彩学」とか「カラーコーディネート」を取り扱う分野だってあるし、それをさらに深く追求すれば「心理学」と呼ばれるものになるかもしれません。

従って、答は「誰も決めていない。便宜上、いろいろな分類がある」ということかな。

>高校までは物理と化学と生物で分けられていたと思うのですが、理系の大学ではまた異なる分け方なのですか?

はい、そうです。
小学校、中学校では「理科」ですよね?
それが、高校では「物理」「化学」「生物」「地学」程度に分かれるかな?
大学では、もっと細分化されて、「物理」は「力学」「電磁気学」「熱力学」「統計力学」などに、さらに「力学」も「古典力学」「解析力学」「量子力学」などに分かれますし、やや「工学」寄りには「材料力学」「流体力学」なども存在します。「量子力学」は「力学」の一部というより独立領域で「電磁気学」「原子・原子核物理」などと重なります。さらに「量子力学」を「化学」に適用した「量子化学」とか、物理と化学を含む「物理化学」、生物と化学を含む「生化学」など複数領域にまたがるものなど、いろいろです。
逆に、細分化しすぎているので、大学の講義では「科学概論」「近代科学史」とか「物理学概論」のような「全体を俯瞰する」科目もあるくらいです。
要するに、「対象が何で、それをどういう方向から、どういう手法でアプローチするか」というものの数だけ「○○学」があると考えても過言ではありません。

>あるいは学会があって、その学会の数だけ学問があるのですか?

それに近いです。「学会」というのは、閉塞的な純粋学問のための組織ではなく、その専門領域で広く社会と連携しようというものですから。
ただし、学者さんたちも「目立ちたがり」「組織のトップに立ちたい」という人が多いですから、勝手にどんどん「○○学会」を立ち上げて自分が「理事長」ポストにおさまるケースも多いです。決して「アカデミック」なものとは限りません。
「失敗学会」(これは結構有名です)、「日本笑い学会」「日本デジタルゲーム学会」「日本余暇学会」など、これも百花繚乱ですよ。

「失敗学会」
http://www.shippai.org/shippai/html/index.php

「日本笑い学会」
http://www.nwgk.jp/index.html

「日本デジタルゲーム学会」
http://digrajapan.org/

「日本余暇学会」
http://www.yokagakkai.jp/


>理工学部での内訳というか、何を学べるかみたいな一覧はどこかにないですか?

そもそも「理工学」といった段階で「理学」と「工学」のごちゃまぜですね。大学の学部名では「理工情報通信学部」などというのもありますね。
どう分類して、そこで何を学ぶのかは千差万別で、大学によって異なります。
とは言っても、大学の4年間、修士を入れても6年間で学べるのは「基本の基本」「専門を学ぶための基礎」程度であって、「専門」と呼べるものは「卒論・修論で1~2ケース試しにやってみる」程度に過ぎません。なので、やることはほとんど同じと考えてよいです。偏差値の高い大学ほど、いい先生やレベルの高い学生がいて、少し高度な深さまで学べるという差がある程度です。(間口を広くすると浅くしか学べないし、深く学ぼうと思ったら範囲を狭く絞らないといけない、というジレンマに陥るはずです)
なので、「何を学べるか」は「大学の案内」を見てください、としか言えませんし、どこも同じようなものです。大学では学部・学科によって指定される「必修科目」以外は自分で選ぶ「選択科目」ですから、自分が何を選ぶかということにも依存します。「楽をしたい」と思ったら、当然「学べるもの」は減ります。

No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>この辺りの学問の分け方はどこが決めているのですか?

誰も決めていません。そんな「神さま」みたいなものは存在しないのです。人間であれば、「権威」といわれる人ほど謙虚で身の程をわきまえており、そんな身に余る僭越なことはしません。文部科学省のこざかしい役人やそれに群がる「御用学者」が、「学習指導要領」などという「おかみ」の指示を出していますが、「ゆとり教育」だ「脱ゆとり」だ、日本語も満足に話せない小学生に英語教育だと、迷走ばかりして...続きを読む

Q「音は空気中で1秒間に340m進む。」これを知っていれば稲妻が光ってから音の聞こえるまでの時間を測る

「音は空気中で1秒間に340m進む。」これを知っていれば稲妻が光ってから音の聞こえるまでの時間を測ることで、雷の落ちた場所までの距離がわかります。
ところがある生徒が、「稲妻が光ってから目に届くまでの時間もきちんと考慮する必要があるし、そのほうがより正確だと思う。」と言いました。
これに対して、「有効数字」の考え方を使って反論しなさい。ただし、光は1秒間に3.00✕10⁸進むものとする。また音速の有効数字の桁数は、3桁とする。

という問題をどうやって答えたら良いのかわからないので教えて頂きたいです。

Aベストアンサー

たとえば、雷までの距離が 3.40 [km] = 3.40 * 10^3 [m] だとすると、音が伝わるのに要する時間は
 3.40 * 10^3 [m] / (3.40 * 10^2 [m/s] ) = 10.0 [s]

一方、光が伝わるのに要する時間は
 3.40 * 10^3 [m] / (3.00 * 10^8 [m/s] ) = 1.1333・・・ * 10^(-5) ≒ 1.13 * 10^(-5) [s]
である。

有効数字を3桁とすると、音と光の到達時間の差(光が到達してから、音が到達するまでの時間)は
 10.0 [s] - 1.13 * 10^(-5) [s] = 10.0 - 0.0000113 = 9.999887 ≒ 10.0 [s]
となり、光の到達時間は音の到達時間の誤差範囲内に含まれることが分かる。

Q星の光は「今の光」ですよね?

夜空の星は、月や太陽など相対的に近いものを除いて、近いものでも数年前に発せられた(反射した)光が届いていると聞きました。「あなたは今、過去の星の姿を見ているんだよ」と。

でも不思議です。まさに見ている光は「今の光」ですよね。過去に発せられたとしても。身の回りの物にさえぎられているのですから。

過去の光なら、たとえば新しく建てられた建物の中から星の光が見えても、おかしくないのではないでしょうか。

Aベストアンサー

何処を原点に してるのか?の違い・・

今って 何時なんだ?くらい・・

あなたの質問した今は 質問文に「今」と書き込みしてる時間まで ・・

それ以降は過去になる・・

それが 星の光に置き換えられた場合 光を発した星からの距離で 昔の光だとも言えるし あなたの言う 今の光にも なるだけ・・

Q電流の正体は電子なのに何故、電流は電子とは逆向きの方向へ流れるのですか?

電流の正体は電子なのに何故、電流は電子とは逆向きの方向へ流れるのですか?

Aベストアンサー

昔は電子のことは知られていませんでした。

磁力の場合N極を出発してS極に収斂するように磁力線を描くという暗黙の了解がありますが、その方が人間の感覚に合っているからです。

同じく電流も「何かが流れている」という認識でした。
それにはマイナスからプラスに流れるよりプラスからマイナスに流れると考えた方が人間の感覚に合っています。
なので電流の向きは「プラスからマイナスへ」と決まりました。

その後電子が発見され実は電子の運動(の伝播)だということがわかりますが、それはすでに電流の向きが歴史的に定着した後でした。
さまざまな法則や技術の中に電流の向きは広汎に取り入れられてしまっており、もはや変更は不可能でした。

読めばわかるとおり、電流の向きには電子のような実質はありません。

Q物理基礎の水圧の公式はなぜ丸暗記ではいけないのですか? もちろん他の公式もこの公式も、何故そうなるの

物理基礎の水圧の公式はなぜ丸暗記ではいけないのですか?
もちろん他の公式もこの公式も、何故そうなるのかを考えながらしっかり勉強しています。
しかし、私が今やっている参考書も、物理の先生も、この公式は自分でしっかりと導き出せるようになれと言います。
何故この公式に限ってそんなことが書かれているのですか?

Aベストアンサー

あまり気にする事は無いですよ(^^)
水圧の公式の導出過程に物理を勉強する上でのエッセンス的なものが含まれているわけではありませんから・・・(^^;)
多分、水圧に対する生徒の理解が低いと、参考書の執筆者や先生が感じているから、そういう風に言っているのだと思います。
公式の出てくる理由どころか、公式さえも憶えていない生徒が多いって事ではないでしょうか?

Q地動説の根拠を素人にもわかるように説明するとしたら、どうなりますか?

ウィキによると、
アリスタルコス
コペルニクス
ガリレオ
ニュートン
という人たちの学説によっても、地動説が万人を納得させることはできなかったようです。
また、2014年、アメリカ科学振興協会は、アメリカ人の約4人に1人は、いまだ地球が太陽の周りを公転していることを知らないという結果を公表している、とのこと。
ローマ教皇庁ならびにカトリックが正式に天動説を放棄し、地動説を承認したのは、1992年の事であったとも。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E5%8B%95%E8%AA%AC

地動説の根拠を素人にもわかるように記述することは可能でしょうか?
それとも、相当の科学的知識がないと理解は難しいものですか?
普通の言葉で地動説を説明できますか?
ということです。

Aベストアンサー

>地動説は確定的ではない、というお立場ですね。

いいえ、私の本当の気持ちは、地動説って多分正しいんだろうと思っています。ただし、それを本気になって自分で確認し、

「そーなんだよ。地球が太陽の周りを回っているんだよ!ユーレカ、ユーレカ」

と言いながら外の飛び出したくなる衝動に駆られたことがないので、私自身は地動説が正しいかどうか分からないと言っているだけです。

でも私は、長年の研究生活で、どうすれば、自分自身で地動説を確信できるかの方法は知っていますよ。ケプラーがやったことを追体験すれば良いのです。まず、惑星が太陽の周りを「円運動」しているという仮説を立てて、先人たちが書き残したあの膨大な観測資料との整合性を調べる。ケプラーの時は、欠けた部分の資料を自分自身で観測して補完したと聞いています。その観測だけでも年単位の時間がかかっていると思います。その結果、ケプラーは驚いたんだと思います。なんと、その仮説が間違っていたことを発見したからです。

その後、彼は悶々としながら長い間悩んだんだと思います。そしてある時、

「ちょっと待て、これって楕円運動じゃないの?」

って閃いた。そこで、改めてその新しい仮説を使っって観測値を整理した。そうしたら、ドンピシャと合った。ケプラーはその時、

「ユーレカ!」

って叫んだんじゃないでしょうか。だからケプラーは、誰かが筋の通ったことを言っているので、多分それが正しいんだろう、なんてレベルで解ったつもりになっているのではなくて、体で解っちゃたんじゃないでしょうか。

だからもし私がその主張を体で同意するためには、このケプラーの経験を追体験すれば良いと思っています。それまでは、私は

「みんなそう言っているけど、本当のところは私は知らない」

と思っています。でも、私はそこまでして解ろうとはしません。

何故ならその追体験をするには、地球を中心とした座標から太陽を中心とした座標系に移る幾何学の理解や、膨大な資料との突き合わせなど、大変な準備と時間が必要なことを知っているからです。そしてもっと重要なことは、その大変な努力をした後で、やはりケプラーが正しかったという結論が出てきてしまうような気がしているからです。膨大な努力と時間を費やした後で、

「皆さん知ってますか?やはりケプラーは正しかったんですよ!」

なんて皆に言って回ったら、

「何を今更。あんた頭おかしいんじゃないの」

て言われてしまうことが今から想像できるのです。

そんな仕事をするよりも、皆さんが現在解っている気になっている事象で、実はそれが違っているんじゃないか、本当はこうなんじゃないかという問題が私の頭の中にいくつも蠢いている。

「ユーレカ、ユーレカ、皆さんが今までそう思っていたけど、実はその反対が正しかったんですよ!」

ってな仕事をしたい。私にはケプラーの追体験をしている時間がないのです。

だから、地動説は確定しているんだと思ってはいるけど、教科書にそう書いてあったとか、フーコーの振り子だとか、コリオリの力とか、年周視差だとかを学校で教わったと言う以外に、私にはそれを体で納得した経験をまだしたことがない、というのが私の立ち位置です。そして、私の研究室に入ってきた若い連中に、上記のことを話して、

「本当のことを言うと、あんたがたは地動説に関して洗脳されているだけで、本当のところはまだ体得していないんだ」

と檄を飛ばしているのです。

誤解なきように。洗脳は必ずしも悪いことじゃない。屁理屈ばかり言ってまだ自分で考える能力のない連中を正しい主張で洗脳することは、社会に出て余計な摩擦を起こさない人生を送れるようになるために、教育上好ましいことなんだから。

>地動説は確定的ではない、というお立場ですね。

いいえ、私の本当の気持ちは、地動説って多分正しいんだろうと思っています。ただし、それを本気になって自分で確認し、

「そーなんだよ。地球が太陽の周りを回っているんだよ!ユーレカ、ユーレカ」

と言いながら外の飛び出したくなる衝動に駆られたことがないので、私自身は地動説が正しいかどうか分からないと言っているだけです。

でも私は、長年の研究生活で、どうすれば、自分自身で地動説を確信できるかの方法は知っていますよ。ケプラーがやったこと...続きを読む

Q物理の実験を行ったのですが…レポートを書かなくてはいけないのですが今実験結果を見返してみたら失敗して

物理の実験を行ったのですが…レポートを書かなくてはいけないのですが今実験結果を見返してみたら失敗してしまったようで、かなりピンチです…力をお貸しください。
高校一年生の者です。

先日、物理の実験を行いました。
実験とレポートのテーマが物体の重さはよって物体の移動する速さに関係するのかと言うテーマです。

実験内容は椅子に長い木の板を乗せて傾いた下り坂を作りました。そして「テニスボール」「ゴルフボール」「卓球ボール」を使用して、同じ位置から下まで板の上を転がしてスピードを図りました。
(それぞれのボールに対し3回ずつ。)

物体の重さ順でいうとテニスボールが1番重く、その次にゴルフボールで1番軽かったのが卓球ボールです。

しかし実験結果が、テニスボールとピンポンボールは約1秒差くらいで大差がなかったのですが、なぜかゴルフボールだけ10秒以上も早い結果が出ました。

これって絶対おかしいですよね…?
レポートの提出が今週中なのですが、今週は学校がなく、再度実験を行うこともできず大変困っております。

物体の重さによって坂道を下る運動を行う物体の移動速度は変わるのか…や、私の実験結果なども含めて、物理の知識がある方、教えていただければ幸いです。
よろしくお願いいたします。

また、レポートに書かなくてはならない内容を写真で貼るので、ざっとで構わないのでレポートに書く内容の大幅なまとめやアドバイスなどいただければ嬉しいです。

物理の実験を行ったのですが…レポートを書かなくてはいけないのですが今実験結果を見返してみたら失敗してしまったようで、かなりピンチです…力をお貸しください。
高校一年生の者です。

先日、物理の実験を行いました。
実験とレポートのテーマが物体の重さはよって物体の移動する速さに関係するのかと言うテーマです。

実験内容は椅子に長い木の板を乗せて傾いた下り坂を作りました。そして「テニスボール」「ゴルフボール」「卓球ボール」を使用して、同じ位置から下まで板の上を転がしてスピードを図りまし...続きを読む

Aベストアンサー

>物体が手元にないので半径数値がなくて…他に方法ありますかね…?

いやまず、式を作ってみましょう。加速度の比を見積もってみる。

そこに半径は現れるのか?
話はそこからですよ。

Q最初に「結論」を述べるような論文スタイル

論文の基本構造は「序論」「本論」「結論」で、最後に「結論」を言います。

https://shouronbun.com/report2.html


でも、ビジネスの世界では、最初に「結論」を言います。

ある政治家も 「初めに結論を言え。理由は、三つに限定しろ。」と言ってます。

https://grapefruitmoon.info/田中角栄.html


論文で、最初に「結論」を述べるようなスタイルはないのでしょうか?

Aベストアンサー

英文の論文はタイトルの次にアブストラクト(要旨)を書くけど、これには結論が含まれていることが多い。
そのためか、英語のエッセイなどを書く際には、最初に結論を書けと口を酸っぱくして言われる。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング