運動エネルギーと位置エネルギー

力学 · 計算ツール
運動エネルギーと位置エネルギー

運動エネルギー KE = ½mv² と重力位置エネルギー PE = mgh を計算します。力学的エネルギー保存の法則を理解するための基本です。

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公式解説

運動エネルギーと位置エネルギーは、物体の運動状態と位置状態を表すエネルギーです。

運動エネルギー: KE = ½mv²
重力位置エネルギー: PE = mgh

力学的エネルギー保存の法則(摩擦なし):
½mv₁² + mgh₁ = ½mv₂² + mgh₂ = 一定

使用例

問題:質量 m=2kg の物体が速度 v=10m/s で運動している。運動エネルギーを求めよ。また、同じ物体を h=5m の高さまで持ち上げたときの位置エネルギーを求めよ。

解答:
KE = ½mv² = ½ × 2 × 10² = 100 J
PE = mgh = 2 × 9.8 × 5 = 98 J

ポイント

  • 力学的エネルギー保存(摩擦なし):½mv² + mgh = 一定
  • 運動エネルギーは速度の2乗に比例(速度が2倍だとエネルギーは4倍)
  • 位置エネルギーは高さに比例し、基準点の設定が重要

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