物体の運動とエネルギー

◯運動の測定

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◯慣性の法則

力がはたらかない限り、静止物体は 静止 を続け、運動物体は 等速直線運動 を続ける。

◯運動のグラフ

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◯仕事・仕事率

項目定義・内容単位公式
仕事力\( \displaystyle \times \)「力の向きに動いた距離」\( \displaystyle \text{J} \)(ジュール)\( \displaystyle \text{仕事}[\text{J}] = \text{力}[\text{N}] \times \text{距離}[\text{m}] \)
仕事率1秒あたりの仕事量\( \displaystyle \text{W} \)(ワット)\( \displaystyle \text{仕事率}[\text{W}] = \text{仕事}[\text{J}] \div \text{時間}[\text{s}] \)
※定義から、WはJ/sと書いても同じことである。

(例)質量20kgの物体を重力に逆らって2mだけ高い位置に持ち上げるのに2秒かかった。加えた力の仕事と仕事率をそれぞれ求める。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。

→質量\( \displaystyle 20 \text{kg} \)=\( \displaystyle 100 \text{g} \times 200 \)の物体に働く重力は 200 N
仕事は 200 [N]\( \displaystyle \times \) 2 [m] \( \displaystyle = \) 400 [J]
仕事率は 400 [J]\( \displaystyle \div \) 2 [s] \( \displaystyle = \) 200 [W]

◯力学的エネルギー保存の法則

項目定義・内容公式
位置エネルギー高い場所にある物体がもつエネルギー「質量」と「高さ」に比例
運動エネルギー運動している物体がもつエネルギー「質量」と「速さの2乗」に比例
※単位はいずれもJ(ジュール)

(演習問題ー準備中)

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