振り子の運動で、
上から下に(左右)振り子が動くとき
だんだん速くなっていくのはなぜですか。
力学的エネルギーの保存の法則でエネルギーは常に一定ではないのですか?
下へいくとき、位置エネルギーは小さくなるけどそのかわり運動エネルギーが大きくなって結局は同じなのではないのですか。
あと、振り子のおもりの質量を重くしたときに運動エネルギー→大きくなる。速さ→変わらない。という風になるのはなぜですか?運動エネルギーが大きくなるから速さも速くなるのではないのですか?運動エネルギーと速さの違いはなんですか。なるべくわかりやすく説明をお願いします。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
>力学的エネルギーの保存の法則でエネルギーは常に一定ではないのですか?
その通りです。
力学的エネルギー=位置エネルギー+運動エネルギー です。
ですから、振り子が下がれば位置エネルギーが小さくなるということなので、
逆に運動エネルギーが大きくなり、速度が増えるのです。
運動エネルギー=(1/2)×物体の質量×速さ^2 で表されます。
同じ物体ならば速いほうが運動エネルギーは大きくなります。
振り子の重さを重くしたとき、落ちようとする力(重力)は大きくなる
のですが、物体がとどまろうとする力(慣性力)も大きくなるので、
結局は振り子の速度は質量に関係なく、一定となります。(振り子の等時性)
ただし、運動エネルギーは物体の質量×速度^2で表されるので、物体の
速度が同じでも質量が大きくなると運動エネルギーは大きくなります。
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