高2物理2021 2.4.7.弾性エネルギー

月曜日, 7月 12, 2021

高2 高校物理 仕事と力学的エネルギー

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 外力が保存力に逆らって仕事をしたとき,外力がした仕事の総量が,物体の蓄えた位置エネルギーになります.重力の場合,外力の加える力の大きさは重力の大きさ$w=mg$に等しいので,縦軸を力$F$,横軸を移動させた距離$x$とすると,下のグラフのようになります.

 ここで,外力がした仕事$W=mgh$はグラフの長方形の面積と同じです.つまり,F-xグラフにおいて,直線あるいは曲線とx軸に囲まれた部分の面積は仕事(位置エネルギー)です.

 弾性エネルギーを導出した方法も同じ考え方によるものです.この考えはたびたび登場するので,ぜひ慣れてください.

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