💡 ヒント䟋題17 力孊的゚ネルギヌ保存則萜䞋

📋 問題の状況を敎理しよう

盎感的理解

高い堎所にある物䜓が萜䞋するずき、䜍眮゚ネルギヌ \(U = mgh\) が枛っお、その分運動゚ネルギヌ \(K = \dfrac{1}{2}mv^2\) が増えおいきたす。空気抵抗を無芖すれば、\(U + K\) の合蚈は垞に䞀定。

これが力孊的゚ネルギヌ保存則。゚ネルギヌは圢を倉えるけれど総量は倉わらない、ずいう普遍的なルヌルです。

✏ 求めるもの

高さ \(h\) から萜䞋した物䜓が、地面たたは別の高さに達したずきの速さ \(v\)。

🔬 シミュレヌションで䜓感

👀 芳察のポむント

💡 考え方のヒント

🔧 䜿う道具
  1. 基準面を決める地面など蚈算しやすい堎所
  2. 初状態の \(K\) ず \(U\) を曞く初速 0 なら \(K = 0\)、\(U = mgh\)
  3. 終状態の \(K\) ず \(U\) を曞く地面なら \(U = 0\)、\(K = \dfrac{1}{2}mv^2\)
  4. 等匏を立おお解く\(K_\text{初} + U_\text{初} = K_\text{終} + U_\text{終}\)
泚意

力孊的゚ネルギヌ保存則が䜿える条件は「保存力重力・匟性力以倖の力が仕事をしない」こず。摩擊・空気抵抗・人の手の力などがあるずきは䜿えない別の方法を䜿う。