位置エネルギーと仕事

位置エネルギー

建物の屋上からボールが投げ捨てられたとします。ボールは、重力引力 (重量の力) によって落下します。この重力は、ボールの降下中に一定の仕事をします。建物の屋上にあるボールには位置エネルギーと呼ばれるエネルギーがあるため、仕事が行われました。

したがって、位置エネルギーは物体に蓄えられているエネルギーであると言えます。

重力位置エネルギー

地面に対して特定の高さ h にある質量 m の物体を考えてみましょう。

位置エネルギーと仕事 物理

上の図の物体は動くことができるため、地面に対して重力位置エネルギーが蓄えられています。これは、放棄されると、降下過程でそれに作用する重力が仕事(重力の仕事)を行うために起こります。

物体が点 A に蓄えている位置エネルギーは、A から B に移動する際の重量の力によって行われる仕事の形で現れます。

そしてポットA = TAB
そしてポット A = P.Δs.cos 0°
そしてポット A = mgh


ここで: Epot (重力位置エネルギー)、 m (質量)、 g (重力加速度)、 h (地面に対する高さ)。

したがって、重力位置エネルギーは、基準レベルに対して、特定の高さにある物体に蓄えられるエネルギーです。

力の仕事量 (Tp)

特定の物体の高さが、選択した基準フレームに関連して変化する場合、重量の力が作用し、これは以下の方程式で表すことができます。

Tp = mgh

式中、 hは身長の変化を表す。物体の動きが下向きで運動仕事を行うと考えられる場合は記号 (+) を使用し、物体の動きが上向きで抵抗力のある仕事を行うと考えられる場合は記号 (-) を使用する必要があります。

位置エネルギーと仕事 物理

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