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シリンダーの熱エネルギーの増加は、質量落下オブジェクトにどのように関係していますか?

落下するオブジェクトによるシリンダーの熱エネルギーの増加は、オブジェクトによって失われたポテンシャルエネルギーに直接関連しています。これが故障です:

1。ポテンシャルエネルギー:

*オブジェクトが特定の高さに上げられると、地球の重力場に位置するため、ポテンシャルエネルギー(PE)を獲得します。このポテンシャルエネルギーは保存され、次のように表現できます: pe =mgh 、 どこ:

* m オブジェクトの質量です

* g 重力による加速です

* h 基準点の上の高さです(通常は地上レベル)

2。ポテンシャルエネルギーの変換:

*オブジェクトが落ちると、その動きにより、そのポテンシャルエネルギーは運動エネルギー(KE)に変換されます。 ke =1/2mV² v オブジェクトの速度です。

3。エネルギー伝達:

*落下物がシリンダーに衝突すると、運動エネルギーがシリンダーに伝達されます。ただし、このエネルギー移動は完全に効率的ではありません。エネルギーの一部は次のために失われます。

* シリンダーの変形: シリンダーは衝撃で変形し、形状が変わるとエネルギーが吸収されます。

* 音: 衝撃は音を生成する可能性があり、それはいくらかのエネルギーを運びます。

* 熱: この衝撃により、シリンダーの内部温度が分子間の摩擦により上昇します。

4。熱エネルギー:

*衝撃中に発生した熱により、シリンダーの熱エネルギーが増加します。これは、落下するオブジェクトによって失われたポテンシャルエネルギーの直接的な結果です。

関係の概要:

シリンダーの熱エネルギーの増加は、落下物によって失われるポテンシャルエネルギーに直接比例します。エネルギー損失のない理想的なシナリオでは、シリンダーの熱エネルギーの変化は、落下物によって失われたポテンシャルエネルギーに等しくなります。

例:

10メートルの高さからシリンダーに1 kgの質量が落ちたと想像してください。質量の初期ポテンシャルエネルギーは次のとおりです。

* PE =(1 kg) *(9.8 m/s²) *(10 m)=98ジュール

すべてのエネルギーがシリンダー内の熱エネルギーに変換されると、シリンダーの熱エネルギーは98ジュール増加します。ただし、実際には、他の形態にはある程度のエネルギーが失われ、熱エネルギーのわずかに低い増加が生じます。

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