機械的エネルギー:運動と位置のエネルギー
機械的エネルギーは、その動きと位置のためにオブジェクトが所有する総エネルギーです 。それは本質的に2つの形式のエネルギーの合計です。
* 運動エネルギー: 動きのためにオブジェクトが所有するエネルギー 。 スピード違反の車やローリングボールを考えてください。オブジェクトが動くほど速いほど、より多くの運動エネルギーがあります。
* ポテンシャルエネルギー: 位置のためにオブジェクトが所有するエネルギー 。地面の上に開催された本や伸びた輪ゴムを考えてください。オブジェクトが高いほど、またはバンドが伸びるほど、より多くのポテンシャルエネルギーがあります。
機械的エネルギーのための式:
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機械的エネルギー(ME)=運動エネルギー(KE) +ポテンシャルエネルギー(PE)
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キーポイント:
* 機械的エネルギーの保存: 摩擦や空気抵抗などの外力がない場合、オブジェクトの総機械エネルギーは一定のままです。これは、エネルギーを運動式と潜在的な形態の間で伝達できることを意味しますが、合計量は同じままです。
* 機械的エネルギーの単位: 機械的エネルギーは、ジュール(j)で測定されます 。
* 例: ジェットコースターは、丘の頂上にあるときに機械的エネルギーが高く(ポテンシャルエネルギーが高く)、トラックを速く速くすると運動エネルギーに変換されます。振り子は前後に揺れ、ポテンシャル(最高点)と運動学(最低点)の間に絶えずエネルギーを伝達します。
注意することが重要です:
*機械的エネルギーは、あらゆる形態のエネルギーを網羅していません。たとえば、熱エネルギー(熱)や化学エネルギーは含まれません。
*実際のシナリオでは、外力はしばしばオブジェクトに作用し、ある程度のエネルギーを失います(たとえば、摩擦による熱など)。ただし、機械的エネルギーの保存の原則は、エネルギーがどのように伝達され、変換されるかを理解するための有用なフレームワークを提供します。