力学的エネルギーの保存について

質問

理科の、「力学的エネルギーの保存」とは具体的にどのようなことなのですか？

回答No.2

noname#195146 · ベストアンサー

力学的というのは、ニュートン力学で扱える範囲のことを指すと考えてよいです。力学的エネルギーなら、ニュートン力学で扱っているエネルギーです。

　ニュートン力学の範囲を越えるエネルギーとして、よくあるものは熱エネルギーです。物体が摩擦のある平面上を滑ったり、放り投げた物体が空気抵抗を受けたりすると、物体は摩擦により減速します。このとき、失われた速度分のエネルギー（これは運動エネルギーで力学的エネルギーの一つ）は、熱エネルギーに変わり、力学的エネルギーが失われます。

　その他、光ったり、音を出したりしても同じで、力学的エネルギーが最後には熱エネルギーに変わってしまいます。

　ですので、「力学的エネルギーが保存する」というとき、摩擦はないとします。

　そういう前提で、代表的なものは以下の二つです。

１．位置エネルギー：高さによる力学的エネルギーで、高いほど大きい
２．運動エネルギー：速さによる力学的エネルギーで、速いほど大きい

　物体の落下や振り子などでは、上記二つを足したものが変化しません。それが、力学で出題される「力学的エネルギーの保存」です。

　身近になものが、まだあります。バネやゴムが伸び縮みするような場合ですね。こういうものを弾性体といい、それに力を掛けて歪めたときに（ただし元に戻る限界以内）、弾性体内部に蓄えられるエネルギーになります。

３．弾性エネルギー：弾性体が歪むことによる力学的エネルギーで、歪ませるほど大きい

　１と２と３を足し合わせたものがトータルの力学的エネルギーで、これも変化しません。バネに重りを吊るし、引っ張っておいてから放すと、重りがずっと上下運動しますが、時々刻々１も２も３も変化しますが、トータルの１＋２＋３は変化しないのが、その一例です。

　まだあります。コマのように回転するものが持つ力学的エネルギーですね。角運動エネルギー、あるいは回転エネルギーと表記されることもあります。ただ、これは２の運動エネルギーの一種だと考えて差し支えありません。

　だいたいこの四つの組み合わせと思っておいて大丈夫だと思います。

回答No.1

usaginotawagoto

具体的に...

どのような回答がふさわしいのかわかりませんが、
取りあえずこの質問の下に関連の質問が出ているはずですから
そちらを先ず参考にしてみてはいかがでしょうか？

そこでわからないことがあれば
また質問されてみればいいと思いますし、
若しくは
http://blog.livedoor.jp/aritouch/archives/2943111.html
を参考にしてみてください。