中3 理科›運動とエネルギー

力学的エネルギーの保存

Conservation of Mechanical Energy

エネルギーはどこへ？
🎢 直観 — ジェットコースター
①コースターは高所から出発すると低所で速くなる
②高さのエネルギー（位置）が速さのエネルギー（運動）に変わった
③エネルギーは消えず形を変える！
10%
位置エネルギーと運動エネルギー
⚡ 2つの力学的エネルギー
①位置(PE): 高いほど大きい → PE = mgh
②運動(KE): 速いほど大きい → KE = ½mv²
③高さ↓ → PE↓ → KE↑（速くなる）
④高さ↑ → PE↑ → KE↓（遅くなる）
40m
力学的エネルギー保存の法則
⚖️ 和は常に一定
①摩擦や空気抵抗がなければ
②PE + KE = 一定
③これが力学的エネルギー保存則
④最高点: PE最大、KE = 0
⑤最低点: PE = 0、KE最大
総まとめ
力学的エネルギー保存
PE + KE = const → mgh + 12mv² = const
位置 + 運動 = 常に同じ値
位置エネルギー
PE = mgh
質量(m) × 重力加速度(g) × 高さ(h)
運動エネルギー
KE = 12mv²
½ × 質量(m) × 速さ²
🎯 試験ポイント
①PE + KE = 一定（摩擦無視）
②高い所→PE大・KE小
③低い所→PE小・KE大
④最高点でv=0ならKE=0
⑤実際は摩擦で熱に変換