保存された特性:
* 質量: ボールの質量は一定のままです。
* 勢い: 質量と速度の産物であるボールの勢いは、外力がない場合に保存されています。
* エネルギー: ボールの総機械エネルギー(電位と運動エネルギーの合計)は一定のままです。これは、空気抵抗のような非保守的な力によって作業が行われていないためです。
* 角運動量: ボールが回転している場合、その角運動量(その回転慣性の尺度)は一定のままです。
保存されていない特性:
* 速度: ボールの速度は、重力のために落ちるにつれて増加します。
* 運動エネルギー: ボールの運動エネルギーは、速度が増加するにつれて増加します。
* ポテンシャルエネルギー: ボールのポテンシャルエネルギーは、落ちるにつれて減少します。
これらのプロパティが保存されている理由:
* 真空: 空気抵抗がないことは、その動きを変えるためにボールに外力が作用していないことを意味します。
* 重力: 重力は保守的な力として機能します。つまり、エネルギーを消散させません。ポテンシャルエネルギーを運動エネルギーに変換するだけです。
重要な注意: 現実には、大気中の落下ボールは、非保守的な力である空気抵抗を経験します。これにより、ボールのエネルギーが減少し、その速度が最終的に端子速度に達します。