一般小学生
まとめ
解説
物体が運動する際、重力による位置エネルギーと運動エネルギーは互いに変換され続けます。例えば、高い所から物体を落とす自由落下では、高さが減少するにつれて位置エネルギーが減りますが、その分だけ速度が増して運動エネルギーが増加します。空気抵抗が無視できる理想的な条件下では、どの地点においてもこれら2つのエネルギーの和は一定となります。
この法則が成立する鍵は、エネルギーを熱などに変えてしまう「非保存力」が仕事をしないことにあります。以下の表は、エネルギーの保存に関わる力の違いをまとめたものです。
| 力の種類 | 具体的な例 | 力学的エネルギーの変化 |
|---|---|---|
| 保存力 | 重力、弾性力（バネの力） | 変化せず、保存される |
| 非保存力 | 摩擦力、空気抵抗 | 熱などに変わり、減少する |
小学生のみなさんへ
高いところからボールを転がすときのことを考えてみよう。高い場所にあるボールは「高いところにあるエネルギー（位置エネルギー）」を持っている。ボールが坂をくだってスピードが上がると、そのエネルギーは「動いているエネルギー（運動エネルギー）」に変わっていくんだ。まわりの空気のじゃまや、地面とのこすれ（摩擦）がないときは、この２つのエネルギーを合わせた合計の量は、どこでもずっと変わらない。これを「力学的エネルギーの保存」というよ。
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