8.8
数値問題を解くためのエネルギー保存則を思い出してください。
質量20キログラムの岩は、5メートルの高さで崖の端にあります。崖を滑り落ちた後、その速度は毎秒9メートルです。岩石の内部エネルギーの変化はどうなるのでしょうか?
ここでは、岩石の質量、地面からの岩石の高さ、滑り落ちた後の岩石の速度は既知の量であり、内部エネルギーの変化は未知の量です。
最初は、岩石の運動エネルギーはゼロですが、岩石の重量と高さから計算される位置エネルギーは980ジュールです。
滑り後、岩石の位置エネルギーはゼロになり、質量と速度から計算される運動エネルギーは810ジュールです。
最後に、エネルギー保存方程式の法則で運動エネルギーと位置エネルギーの変化の値を代入すると、岩石の内部エネルギーの変化は170ジュールになります。
エネルギー保存則を用いて問題を解く場合、まず研究対象(系)を特定する必要があります。 多くの場合、エネルギー保存の応用では、複数の物体を同時に研究します。 次に、物体に作用するすべての力を特定し、仕事をする各力が保守的であるかどうかを判断します。 非保存的な力 (摩擦など) が働いている場合、力学的…
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