斜面の傾き

まとめ

解説

斜面上の物体には、重力の斜面方向の分力が作用する。斜面の傾きが急になるほど、この分力は大きくなり、物体に生じる加速度も増大する。その結果、傾きが急なほど短い時間で最下点に到達する。しかし、エネルギーの観点から見ると、物体の持つ位置エネルギーは高さのみによって決定される。摩擦が無視できる場合、最上部での位置エネルギーは最下部ですべて運動エネルギーに変換されるため、途中の経路である斜面の傾きに関わらず、最終的な速さは開始地点の高さに依存する。したがって、同じ高さから球を転がす実験において、傾きを変えても最下点での速さが等しいため、水平に飛び出す際の飛距離は一定に保たれるのである。