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【中学理科】3分でわかる!力学的エネルギーの保存の法則

月縄
月縄
おっす!パンダの妖精・月縄だ!
今日は、力学的エネルギーの保存の法則について解説するぞ!
ジェットコースターや振り子を例に、楽しく理解していこう!

力学的エネルギーとは何だ?

力学的エネルギーとはズバリ、

運動エネルギー と 位置エネルギー をまとめた “合計エネルギー” のこと

だ。数式で表すと、

力学的エネルギー = 運動エネルギー + 位置エネルギー

だな。

 

ちょっと復習すると、

  • 位置エネルギーは高い位置にある物体が持つエネルギー、
  • 運動エネルギーは動いている物体が持つエネルギー

のことだったな。

忘れちまったら運動エネルギーと位置エネルギーの違いで復習しておいてな。

 

力学的エネルギーの法則とは??

オッケー。力学的エネルギーの正体はわかった。

でも、なんでわざわざ力学的エネルギーって名前をつけてまで勉強するんだな??

それはな、

力学的エネルギーの保存の法則

ってやつがあるからなんだ。

 

この法則はズバリ、

力学的エネルギー(位置エネルギー+運動エネルギー)は常に一定に保たれる

って法則さ。

 

ジェットコースターを使って、この法則を見てみよう!

高いところからスタートするジェットコースター。

最初は、高い所にいるから位置エネルギーは大きい。

そして、動き始めると段々速くなっていく。そうなると、運動エネルギーが大きくなるんだ。

力学的エネルギーの保存の法則

つまり、位置エネルギーが減ったぶん、運動エネルギーが増えるからプラスマイナスゼロってこっちゃ。

不思議なことに、位置エネルギーと運動エネルギーの和はいつも一定なんだ!

具体的にいうとこうだ。

  • 高い位置では、位置エネルギーが最大で、運動エネルギーが最小
  • 低い位置では、位置エネルギーが最小で、運動エネルギーが最大

 

まとめ

このように、力学的エネルギーの保存の法則は、物体が持つエネルギーが一定であることを示すんだ。

ジェットコースターをみると、エネルギーがうまく変わっていく様子がわかるな。

次回何かを見て運動やエネルギーについて考えるときは、この法則を思い出してみてくれ!

 

月縄
月縄
物の動きって、おもしろいよな!
知識を頭に入れたら、次は見て感じてみよう。
自然界の動きは、実はとてもシンプルなんだぜ!
妖精

ここまで読んでくれてありがとう!おつかれさまでした。

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