中3理科:位置エネルギー・運動エネルギー

<ポイント>
・「高い位置にある物体」がもつエネルギーを位置エネルギーという
・「運動している物体」がもつエネルギーを運動エネルギーという
・位置エネルギーは高さと質量に比例し、運動エネルギーは質量に比例する
(1)位置エネルギー
「高い位置にある物体」がもつエネルギーを位置エネルギーといいます。
そのほか、ばねによって力を加えられている物体も位置エネルギーを持ちます。

高い場所から球を転がして、別の物体に衝突させると「当てられた物体が動く」ということから、高い位置に物体があるだけでエネルギーを持つと言えるのです。

位置エネルギーは、高い場所にいくほど大きくなり、その物体自身の質量にも関係しています。
より高い位置から球を転がしたり、より重い球に変えると「当てられた物体が動く距離が伸びる」。

位置エネルギーの大きさは、「物体自身の質量と、基準面からの高さに比例する」と覚えましょう。

(2)運動エネルギー
「運動している物体」がもつエネルギーを運動エネルギーといいます。
動いている物体が、静止している物体にぶつかると「(静止している物体に対して)力を加えることになる」、つまりエネルギーを持っていると言えます。

運動エネルギーは「物体の質量が大きいほど、大きなエネルギー」を持ち、「運動する速さがはやいほど、大きなエネルギー」を持つことになります。

運動エネルギーの大きさは、「物体自身の質量に比例し、速さの2乗に比例する」と覚えましょう。

<補足>
位置エネルギー・運動エネルギーの大きさの変化を表すグラフでは、「どのような形状のコースを運動するのか」によって変わります。

各エネルギーの変化が直線で表されたものは、「まっすぐな斜面」を運動したときの様子を表しています。
力学的エネルギーのグラフ(直線)
各エネルギーの変化が曲線で表されたものは、「曲がった形をした斜面」を運動したときの様子を表しています。
(ふりこの運動も曲線で表されます)
力学的エネルギーのグラフ(曲線)

<まとめ>
・「高い位置にある物体」がもつエネルギーを位置エネルギーという
・「運動している物体」がもつエネルギーを運動エネルギーという
・位置エネルギーは高さと質量に比例し、運動エネルギーは質量に比例する

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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