目次
子供のための物理学
ポテンシャルエネルギー
位置エネルギーとは？位置エネルギーとは、物体がその位置や状態によって持つエネルギーのことで、丘の上にある自転車、頭の上にある本、伸びたバネなどが位置エネルギーを持っています。
位置エネルギーの測定方法
位置エネルギーの標準単位はジュールで、"J "と略記される。
運動エネルギーとはどう違うのですか？
位置エネルギーは蓄積されたエネルギーであり、運動エネルギーは運動のエネルギーです。 位置エネルギーが使われると、運動エネルギーに変換されます。 位置エネルギーは、運動エネルギーが起こるのを待っている状態だと考えることができます。
緑色のボールが位置エネルギーを持つのは
を高さに変換しています。
のエネルギーは、その速度に起因する。
丘の上の車
丘の上に車を置いて、位置エネルギーと運動エネルギーを比較します。 車は丘の上にいるとき、最も大きな位置エネルギーを持っています。 じっとしていれば、運動エネルギーはありません。 車が丘を下り始めると、位置エネルギーを失い、運動エネルギーを得ます。丘の上にいる車の位置エネルギーが、運動エネルギーに変換されているのです。のエネルギーを使用します。
重力ポテンシャルエネルギー
位置エネルギーのひとつに地球の重力があります。 これを重力位置エネルギー（GPE）と呼びます。 重力位置エネルギーは、物体の高さと質量に基づいて蓄えられるエネルギーです。 重力位置エネルギーを計算するには、次の式を使います。
関連項目: サッカー：ゴールキーパーまたはゴールキーパーGPE = 質量 * g * 高さ
GPE = m*g*h
高さは、物体が落下する可能性のある高さに基づいて決定されます。 高さは、地面からの距離、または作業中の実験台からの距離かもしれません。
問題例
高さ10mの崖の上に置かれた2kgの岩の位置エネルギーはどのくらいか？
GPE = 質量 * g * 高さ
GPE = 2kg * 9.8 m/s2 * 10m
GPE = 196 J
ポテンシャルエネルギーと仕事
例えば、本を床から持ち上げてテーブルの上に置くと、テーブルの上の本の位置エネルギーは、本を床からテーブルに移動させるのにかかった仕事量に等しくなります。
その他の位置エネルギーの種類
- 弾性 - 弾性ポテンシャルエネルギーは、物質が伸びたり縮んだりするときに蓄えられるエネルギーで、バネ、輪ゴム、パチンコなどがこれにあたります。
- 電気 - 電気ポテンシャルエネルギーは、物体の電荷に基づく仕事をする能力である。
- 核 - 原子の内部にある粒子の位置エネルギー。
- 化学-化学ポテンシャルエネルギーとは、物質が化学結合によって蓄えたエネルギーのことである。 例えば、自動車のガソリンに蓄えられたエネルギーがその一例である。
- 19世紀、スコットランドの科学者ウィリアム・ランキンが初めて位置エネルギーという言葉を作った。
- ばねの位置エネルギーの計算式は、PE = 1/2 * k * x2 で、k はばね定数、x は圧縮量である。
- 位置エネルギーの概念は、古代ギリシャの哲学者アリストテレスにまでさかのぼる。
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運動、仕事、エネルギーに関するその他の物理学の科目
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