回答

✨ ベストアンサー ✨

1枚目は運動エネルギーについての式です。2枚目は力学的エネルギーについての式です。力学的エネルギーは運動エネルギーと位置エネルギーの和です。つまり、1枚目は運動エネルギーについてのみの式です。2枚目は運動エネルギーと位置エネルギーの両方についての式です!。

HAL

どちらも=Wなので、
運動エネルギーのみの式
=運動エネルギーと位置エネルギー両方の式
が成り立つと思うのですが、これっておかしくないですか?

ジェイ

運動エネルギーのみについての式は平面上で動く物体にのみ成り立ちます。平面上で動く物体については高さがなく位置エネルギーがないからです。運動エネルギーと位置エネルギーの両方について成り立つ式は高さがある運動をする物体について成り立ちます!。

HAL

ありがとうございます!やっと分かりました!

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回答

どっちも同じこと言ってますよ
そして、考え方もそれで合ってます。

まず、
保存力が仕事をしても総合的なエネルギーに変化はありません。何故なら、保存力の名前の通りエネルギーは保存されるからです。

しかし、保存力でない外力からの力を受けるとエネルギーは外力からの受けたエネルギーの分だけ変化します。

TKG

そして、力学的エネルギーは運動エネルギーや位置エネルギーなど様々なエネルギーに分類できます。つまり、運動エネルギー=力学的エネルギーだと思ってもらってもいいです

ようは、2枚目の写真が力学的エネルギー全てをまとめたやつで、1枚目の写真が、その力学的エネルギーの中から運動エネルギーにピックアップしたものだと言うことです

HAL

力学的エネルギーから運動エネルギーをピックアップしたのなら、位置エネルギーはどこに行ったのでしょうか?

TKG

位置エネルギーについては全く考えなくていいですよ。
上の式は運動エネルギーのみについて考えられた物です。

TKG

座標平面を思い浮かべてみて下さい。
Yの値が同じ所で物体が運動するならば、それは運動エネルギーのみが作用するので位置エネルギーは考えません。つまり、画像の写真の式となるわけです。

次に、Y軸を移動する場合について考えます。この時、X軸を移動するかどうかは問題文によります。

上の時、y=0の位置を基準水平面と仮定した時、y以上の面でプラスの位置エネルギーが発生します。それだけだと位置エネルギーがあるのみですが、これを基準水平面に向かって落下させると、速度が出ますよね。これが運動エネルギーです。この時、yの値は落下につれて減少するので位置エネルギーも同じ減少します。そのかわり、速度が出るため運動エネルギーが発生すると言うことです
このように、運動エネルギーと位置エネルギーは互いに反比例の関係にあると考えてもらって大丈夫です

TKG

よって、運動エネルギーと位置エネルギーが一緒に作用する時は、画像とはまた違う別の式になりますね

HAL

つまり、位置エネルギーが作用しないときは1枚目の式で、位置エネルギーと運動エネルギーが一緒に作用するときは2枚目の式になるということですか?

TKG

そうです!

HAL

理解しました!ありがとうございます!

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