運動とエネルギー 1162 【力学的エネルギー9】力学的エネルギーの保存(2) 現実
さて、力学的エネルギー保存の法則ですが、ちょっと納得のいかないことがありませんか。例えば振り子。前回の説明では最初はＡ点にあったのですが、一番下のＢ点を通り越して、反対側のＡ点と同じ高さのＣ点まで上がって、そこからまたＢ点に向かって戻ります...
運動とエネルギー
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運動とエネルギー 1160 【力学的エネルギー8】力学的エネルギーの保存(1) 理想
小球を木片に衝突させてしまう実験では、最初高いところにあった小球の持つ位置エネルギーを運動エネルギーに変換して、疲れからか、不幸にも黒塗りの高級車に追突してしまう…じゃなかった、木片に衝突させていました。よく考えると位置エネルギーの例で出て...
運動とエネルギー 1159 【力学的エネルギー7】仕事とエネルギー(7) 位置エネルギー
次は位置エネルギーです。「１エネルギー」ではありません。でも、壮大な勘違いをする人がいるので気を付けましょう。さっそく課題。運動エネルギーと同じパターンです。課題：位置エネルギーの大きさは何によって決まるのだろうか。位置エネルギーとは、「高...
運動とエネルギー 1158 【力学的エネルギー6】仕事とエネルギー(6) 運動エネルギー
転がっているボーリングの球のような動いている物体が持っているエネルギーを「運動エネルギー」といいます。では、課題：運動エネルギーの大きさは何によって決まるのだろうか。そういうと難しそうに聞こえますが、簡単に言うと動いている物体がどうだったら...
運動とエネルギー 1154 小球のもつエネルギーと木片に衝突したときにする仕事
ケニスの衝突実験器JSを用いて行う実験。目的高さや質量と力学的エネルギーの関係を調べる。実験の概要斜面で小球を落下させ、木片にぶつける。それにより木片が動いた距離を調べる。小球の種類(質量)と、小球の最初の位置の高さを変えて行うことで、それ...
運動とエネルギー 1151【力学的エネルギー5】仕事とエネルギー(5) エネルギーとは
転がっているボーリングの球は、ピンに衝突して飛ばす、つまりピンに力を加えてある距離だけ動かすことができます。このとき、転がっているボーリングの球はピンに実際に仕事をしたわけです。そして、ピンにぶつかる前の転がっているボーリングの球は、まだ仕...
運動とエネルギー 1150【力学的エネルギー4】仕事とエネルギー(4) 仕事率
前回の仕事の原理では、道具を使ったところで、仕事を得することができないことがわかりました。にもかかわらず、どうして私たちは道具を使うのでしょうか。仕事は得しないけど、小さい力で済ませることができたり、力の向きを変えたりできるからですね。そう...
運動とエネルギー 1148 動滑車
重い荷物を持ち上げるときに、滑車があると便利です。では、どのように便利なのでしょうか。質量48g、すなわち0.48Nの重力がかかる物体を10cm持ち上げることを例にしてみましょう。 ところで、滑車には使われ方によって、定滑車と動滑車の２種類...
運動とエネルギー 1147 定滑車
重い荷物を持ち上げるときに、滑車があると便利です。では、どのように便利なのでしょうか。質量48g、すなわち0.48Nの重力がかかる物体を10cm持ち上げることを例にしてみましょう。 ところで、滑車には使われ方によって、定滑車と動滑車の２種類...
運動とエネルギー 1146 【力学的エネルギー3】仕事とエネルギー(3) 仕事の原理
仕事、を現実にする場合、物体を直接手で押したり引いたりすることもありますが、てこや滑車、斜面などの道具を使うこともよくあります。これらを使うと、楽に「仕事」をするようにみえますが、理科の「仕事」という点で見ると、道具に加えた仕事以上の仕事を...
運動とエネルギー 1144【力学的エネルギー2】仕事とエネルギー(2) 摩擦力に逆らってする仕事
前回は、仕事の定義と、重力に逆らってする仕事をみていきました。でも、重力に逆らってする仕事は、いくら横に動かしても、仕事として評価してもらえませんでした。「物体を横に動かすのも大変なんだから、仕事をしたことにしてください！」という熱い声にお...
運動とエネルギー 1143【力学的エネルギー1】仕事とエネルギー(1) 仕事はつらいよ
今日は、仕事の話です。あ、理科でいう仕事です。理科でいう仕事は、日常生活でいう「仕事」とはちょっと違うのです。今日は理科でいう仕事の定義について説明したいと思います。定義なので、「私はそんなものに同意しないぞ！」とかわがままを言わず、そうい...
運動とエネルギー 1138【運動の規則性8】力と運動(5) 慣性の法則
力がかかっていない物体の運動である等速直線運動一定の力がかかり続ける等加速度直線運動この2つを見てきました。そして1年生の力のところで「物体に力が加わると、物体の運動の様子が変わる」というのがありました。物体に力が加わった時の働きには、①物...
運動とエネルギー 1136 【運動の規則性7】力と運動(4) 物体に力が働く運動(斜面を上がる運動)
さらに今度は、斜面を根性で上がっていく運動を考えます。台車が斜面を登ろうと、台車にかかる力は斜面を下る方向です。つまり、今度は運動の方向と力の方向が逆になっているというところがミソです。どんな運動になりそうでしょうか。ｖ－ｔグラフだとどうな...
運動とエネルギー 1134【運動の規則性6】力と運動(3) 物体に力が働く運動(斜面を下る運動②)
斜面を下る運動がえらく長くなったので一回切って続きです。今度は、斜面の角度を変えて転がしてみるとどうなるか。まず、前回の復習から。斜面を降りる台車の運動は、一定の速さの変化の下、速くなっていきます。これは台車に一定の大きさの力が働き続けるか...
運動とエネルギー 1132【運動の規則性5】 力と運動(2) 物体に力が働く運動(斜面を下る運動①)
今度は物体に力が働く運動について見てみましょう。物体に力が働く運動の例としては、斜面を下る物体を取り上げてみます。斜面を下る運動では物体に力が働き続けているストロボ写真を撮ると、こんな感じです。これがどうして物体に力が働く運動なのでしょうか...
運動とエネルギー 1131 【運動の規則性4】力と運動(1) 物体に力が働かない運動 (水平面の運動)
作用・反作用の法則はともかく、運動をみるときは「速さ」と「向き」をチェックすること、速さについて、さらに記録タイマーの操作についてわかったところで(細かい操作法は機種によって違うので説明書を見てね)、記録タイマーを使って運動を記録し、それを...
運動とエネルギー 1130 つり合いの2力と作用・反作用
「つり合い」の２力と「作用・反作用」の２力の関係は、いずれも次のような特徴があります。１．大きさは同じ２．向きは逆３．同一直線上にあるそこは強調されるのですが、両者の違いについての説明が不明確なことが多いです。では、その違いとは何か？その前...
運動とエネルギー 1126 【運動の規則性3】運動の速さと向き(3) 作用・反作用の法則
えっ…指導要領的には「作用・反作用」をここにぶっこんでるんだ…ちょっと意外…そうなんです。指導要領では作用反作用は （イ）運動の規則性 ●ア 運動の速さと向き で触れるように（内容の取扱い)で示されています。●ア 運動の速さと向きでは、主に...
運動とエネルギー 1122 【運動の規則性2】 運動の速さと向き(2) 瞬間の速さと平均の速さ
速さについてもう少し詳しく見ていきましょう。物体の速さはやはり移動した距離かかった時間で割れば求まります。 速さ＝移動距離÷かかった時間ここで移動距離の単位をｍ、時間の単位をｓ(秒)とすれば、速さの単位はメートル毎秒(m/s)ですし、移動距...