中3理科「力学的エネルギーの保存」

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中3理科「力学的エネルギーの保存」についてまとめています。力学的エネルギーの保存について、位置エネルギーや運動エネルギーに関してもふれています。それでは、中3理科「力学的エネルギーの保存」です。

エネルギー

エネルギーは、仕事をする能力です。ある物体がほかの物体に対して仕事ができる状態にあるとき、「その物体はエネルギーをもっている」といいます。エネルギーの大きさは、ほかの物体にする仕事の大きさで表せます。

  • エネルギーの単位…仕事の単位と同じ柄、ジュール(記号J)を用います。
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位置エネルギー

位置エネルギーは、高いところにある物体がもっているエネルギーです。物体がもっている位置エネルギーは、物体の位置が高いほど大きく、物体の物体が大きいほど大きい。

位置エネルギーの大きさを調べる実験

高さや質量の関係について調べます。

<手順>

  1. 質量のちがう2つの金属球A,Bのそれぞれについて高さを変えて転がし、木片にあてて、移動距離を測定します。

<考察>

  • 木片の移動距離は、金属球が高いほど大きく、金属球の質量が大きいほど大きい。

運動エネルギー

運動している物体がもつエネルギーです。物体がもっている運動エネルギーは、物体の速さが大きいほど大きく、質量が大きいほど大きいです。

運動エネルギーの大きさを調べる実験

速さや質量の関係について調べます。

<手順>

  1. 質量のちがう2つの金属球A,Bのそれぞれについて。速さを変えて運動させ、木片にあてて、移動距離を測定します。

<考察>

  • 木片の移動距離は、金属球の速さが速いほど大きく、質量が大きいほど大きいです。

力学的エネルギー

力学的エネルギーは、位置エネルギーと運動エネルギーの和となります。

  • 運動エネルギーの保存…摩擦や空気の抵抗がなければ、力学的エネルギーは一定に保たれます。

斜面の運動

斜面を下る台車の運動では、斜面を下るにつれて位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わり、台車の速さはしだいに速くなります。

振り子の運動

位置エネルギーは、最初の振り下ろす高さが最大で、そのとき運動エネルギーは、0(おもりの速さは0)となります。逆に、振り下ろして、位置エネルギーが最小のとき、運動エネルギーは、最大(おもりの速さが最大)になります。

あわせて確認

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