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力学的エネルギーには、運動エネルギーと位置エネルギーというものが存在しており、
外力が働かなければ、運動エネルギーと位置エネルギーの和は一定であるという法則があります。
運動エネルギーとは物体が動いているときに発生するエネルギーのことです。
例を挙げるなら、物体がvで移動している場合、運動エネルギーが働いていると言えます。
位置エネルギーとは高さに関するエネルギーです。
例を挙げるなら、物体が0の高さに存在しているときは発生しません。しかし、物体が高さhに存在している場合、発生します。
これらの和は外力が加わらない限り、一定となります。
つまり、高さが平面よりも高いところに存在している場合、運動エネルギーは小さくなり、位置エネルギーは高くなります。
一方で、高さが0や、0に近い点の場合、位置エネルギーは0になったり、小さくなるが、運動エネルギーは大きくなります。
運動エネルギーが大きくなったときは速さが増していると考えるとわかりやすいでしょう。
すると、A地点からB地点に物体が動くと、高さが低くなっていくので、位置エネルギーは小さくなり、運動エネルギーつまり速さは大きくなっていくことが分かります。
これらのことを考えると、(オ)のグラフが正しいということが分かります。
また、(カ)ではない理由ですが、条件より一定間隔ごとに計測器を置いており、等加速運動となるためです。
長々と説明してすみません。
これでわかりましたか?
グラフで説明すると、
高さが大きくなると、hの値は大きくなり、hの値は右に移動し、v^2の値は小さくなります。
一方で、高さが小さくなるとhの値は小さくなり、hの値は左に移動し、v^2の値は大きくなる。
つまり、上方向に移動します。
詳しく言うと、運動エネルギーは1/2(質量)*(速さ)^2、位置エネルギーは(質量)*(重力)*(高さ) の式で表せます。
なので、このグラフの表し方は違うと思われます。
これでわかりましたか?
写真の運動エネルギーと位置エネルギーが逆ということですか…?物わかりが悪くてすみません。
いや、このグラフは運動エネルギーと位置エネルギーを表しているわけではないです。
運動エネルギーと位置エネルギーはグラフの概形を考えるための要素であって、
このグラフを表しているわけではありません。
説明が分かりにくくてすみません。
お時間割いていただきありがとうございました。助かりました!
写真のような考え方で合ってますでしょうか?