力学的エネルギーの保存の練習問題です。位置エネルギー、運動エネルギーについても理解しておく必要もあり、入試でもよく出題される単元となります。また、エネルギーは単独で出題されることは少なく、そのことを含んだ「物体の運動」と組み合わされて出題されることが多いです。。
力学的エネルギーの要点
力学的エネルギーは、位置エネルギーと運動エネルギーは合わせた呼び方で、エネルギーが変換する前後でエネルギー量は変化しない。力学的エネルギー保存の法則といい、位置エネルギーと運動エネルギーの和はいつも一定である。これは、力学的エネルギーが、位置エネルギーと運動エネルギーは互いに移り変わることができ、エネルギーの和が変わらないということです。
エネルギーは、いろいろな姿に移り変わる。エネルギーは、運動、熱、音、光、電気など他の物体にいろいろなはたらきをする能力。（例：電気エネルギー、熱エネルギー、光エネルギー、音エネルギー、化学エネルギー、位置エネルギー、運動エネルギー、弾性エネルギーなど。
位置エネルギー
位置エネルギーは高いところにある物体が持つエネルギー。
- 物体の高さとの関係は、比例する。
- 物体の質量との関係は、比例する。
- 位置エネルギーの大きさは、（高さ）×（質量）に比例。
運動エネルギー
運動エネルギーは、運動している物体が持つエネルギー。
- 物体の速さとの関係は、2乗に比例する。
- 物体の質量との関係は、比例する。
- 運動エネルギーの大きさは（速さの2乗）×（質量）に比例。
力学的エネルギー以外のエネルギーの変換
電気ストーブは電気エネルギーを熱エネルギーに変化する。エネルギーの移り変わりは、互いに他のエネルギーに移り変わる。
- 火力発電：石油の化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- 水力発電：位置エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- 原子力発電：核エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- 電灯：電気エネルギー→熱エネルギー→光エネルギー
・化学エネルギー：熱量などの物質が持つエネルギー。化学変化するときに熱エネルギーや電気エネルギーなどを取り出すことができる。
・電気エネルギー：モーターに電気を流すと模型の自動車を動かすことができる。
・熱エネルギー：水を熱で水蒸気ですると物体を動かすことができる。
・電気エネルギー：モーターに電気を流すと模型の自動車を動かすことができる。
・熱エネルギー：水を熱で水蒸気ですると物体を動かすことができる。
エネルギーの保存
エネルギーが変換する時、一部は熱エネルギーになる。エネルギーの保存は、エネルギーが別のエネルギーに変換される時、一部は熱エネルギーに変わってしまうが、この熱エネルギーも含めると変換する前後でエネルギーの総和変化しない。
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