質問: 力学的エネルギー保存則? 高3です 力学的エネルギー保存則についてあまり理解ができてません・・・。 使い方はなんとなくわかり、 摩擦、抵抗が無いときは力学的エネルギー保存則が適応できて、運動エネルギーと位置エネルギーの和は一定である というものを利用して問題が解ける。という風に丸暗記というか操作の方法だけ覚えています。 なぜか・・・ というのがいまいち分かりません。 例えば高さhのところから高さhまでの斜面に質量mの玉を転がしたら、mgh=1/2 mv^2+mgh でhの時点の速度が求まる。まぁmは結局消えるから速さは質量によらないということもここから分かりますね・・・。 一応知識としてはこれくらいは分かっているつもりなのですが、「エネルギー保存則=位置エネルギー+運動エネルギー」がなぜそうなのかというのがいまいち分かりません。 なんか2つが別々のようにおもえるのに足すということがあまり理解できないというか・・・。 2つの和が一定ということは、位置エネルギーが変化したら運動エネルギーが減るってことですか? 位置が高くなったらその分運動エネルギーが減る?? そもそも「運動エネルギー」とは「動いている物体は他の物体に力を及ぼして仕事をすることができるのでエネルギーを持っている」と言え、それを運動エネルギーといっているのですよね。 位置が高くなったらエネルギーも蓄えられそうですが、これって、斜面を転がっていてボールのスピードが加速してる・・・ けど上り坂になる(位置エネルギーがあがる)と玉のスピード(運動エネルギー)が下がる。 というイメージでいいのでしょうか? 教科書にも定義みたいのことしか書いてなく、イメージがつかめないので勝手に想像してみました。こういう理解でいいのでしょうか?アドバイスおねがいします・・・ m(。。m
回答: 逆だと思います。 ×運動エネルギーと位置エネルギーを足したものが力学的エネルギーで、これは保存する。 ○まず運動エネルギーを定義し、ある数(力学的エネルギー)が一定値となるようなもの(位置エネルギー)を定義する。 物理学自体エネルギー保存則を満たすように創られてきたという歴史があるので、このように考えたほうが良いでしょう。 参考url:http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/potential.html