Question

Σ

なぜ重力による位置エネルギーが仕事に等しいのですか？

者 223
熱と仕事 0℃の粒状の鉛1.0×103g をびっしりつめた袋
がある。 この袋を床から高さ1.0mの位置からくり返し 50回落下さ
せた後,温度を測定したら3.0℃になっていた。 重力加速度の大きさ
を 9.8m/s2, 鉛の比熱を0.13J/(g・K) とし, 鉛入り袋は床ではねかえ
らないものとする。
(1) 落下の際、鉛入り袋に対して重力がした全仕事 W [J] を求めよ。
(2) 鉛粒の温度上昇に使われた熱量 Q [J] を求めよ。 ただし, 袋と空
気の熱容量は無視できるものとする。
(3) (1) の W , (2)のQとの差は主にどんな形で使われたか, 簡単に説明せよ。
例題 42

223
ここか不イ
1回の落下で,鉛入り袋に対して重力は mgh 〔J〕 の仕事をする (重力による位
この仕事の一部が、 鉛粒の温度上昇として使われる。
(1) 1回の落下で重力がする仕事は, 鉛入り袋がもつ重力による位置エネ
ルギー (床を基準水平面とする) に等しく
501X
2
1.0×9.8×1.0J
よって W=(1.0×9.8×1.0)×50=4.9×10²J
(2) 「Q=mcAT」 より
530Q=(1.0x10³)2x0.13×(3.0-0)-3.9x10²J (0) 0% (+1)
(3) 床との衝突の際に起こる, 鉛粒の変形, 分裂や床の温度上昇などに使わ
れた。
1
ギー
で落
した
2
(1) 7
(1)で
位